Synthèse de nanogels à base de poly(liquides ioniques), par copolymérisation radicalaire réticulante contrôlée par le cobalt, pour des applications de revêtement

Synthesis of poly(ionic liquid)-type nanogels by cobalt-mediated radical cross-linking copolymerization, for coating applications

• Auteur / Autrice : Mathilde Weiss-Maurin
• Direction : Daniel Taton, Christophe Detrembleur
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Polymères
• Date : Soutenance le 20/09/2016
• Etablissement(s) : Bordeaux en cotutelle avec Université de Liège
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques (Bordeaux)
• Jury : Président / Présidente : Anne-Sophie Duwez
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Daniel Taton, Anne-Sophie Duwez, Laurent Billon, Thomas Junkers, Stéphane Carlotti, Mathurin Grogna, Antoine Debuigne
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Billon, Thomas Junkers

Mots clés

Mots clés contrôlés

Copolymérisation radicalaire

Cobalt

Synthèse (chimie)

Nanogels

Mots clés libres

Nanogels

Polymères liquides ioniques

CMRP

Nanogels

Poly(ionic liquid)s

CMRP

Résumé

La synthèse de nanogels par voie directe est étudiée par la copolymérisationradicalaire réticulante contrôlée par le cobalt (CMRCcP) d’un monomère monovinylique et d’unréticulant divinylique. La synthèse de nanogels globulaires a été réalisée en utilisant unsystème de co-monomères soit neutres (acétate de vinyle et adiapte de divinyle) soit liquidesioniques. Le contrôle de la polymérisation est vérifié dans tous les cas, les liaisons C-Cosituées aux extrémités des chaînes polymères ont été réactivées, afin de former des nanogelsde « seconde-génération ». Dans le cas de monomères liquides ioniques, différents contreanionsont été utilisés afin de jouer sur l’hydrophilie des co-monomères : la CMRCcP dubromure de N-vinyl-3-ethyl imidazolium (VEtImBr) et du bromure de 1,13-divinyl-3-decyldiimidazolium (DVImBr) a été réalisée dans l’eau, à 30 °C, pour former des nanogelspoly(VEtImbr-co-DVImBr) hydrophiles. Les propriétés antibactériennes de ces nanogels ontété étudiées.Les pendants hydrophobes de ces nanogels à base de PILs ont été synthétisés via laCMRCcP directe, dans l’acétate d’éthyle, de co-monomères contenant des contre-anionsbis(trifluromethanesulfonyl)imide (NTf2-). La capacité à former des surfaces poreusesordonnées de ces nanogels hydrophobes poly(VEtImNTf2-co-DVImNTf2) a été examinée, ainsique leur conductivité ioniques en films minces.Des copolymérisations ‘mixtes’ ont également été étudiées, dans l’optique de formerdifférentes architectures nanogels en utilisant des co-monomères ayant des réactivités trèsdifférentes.

The syntheses of globular nanogels were first investigated under mild conditions,using a mono- and a divinyl co-monomer with similar reactivities. CMRCcP was implementedon either neutral (vinyl acetate (VAc) and divinyl adipate (DVA)) co-monomers, or ionic liquidco-monomers. Control over each polymerization was ascertained, and dormant cobaltcarbonchain-ends could be re-activated to form “second-generation” nanogels. CMRCcP ofN-vinyl-3-ethyl imidazolium bromide (VEtImBr) and 1,13-divinyl-3-decyl diimidazoliumbromide (DVImBr) was achieved in water at 30 °C, leading to hydrophilic poly(VEtImBr-co-DVImBr) nanogels. The antibacterial activity of these cross-linked structures wasinvestigated. The hydrophobic pendants of these PIL-based nanogels were synthesized viadirect CMRCcP in ethyl acetate, using bis(trifluromethanesulfonyl)imide (NTf2-) counteranions. An array of these poly(VEtImNTf2-co-DVImNTf2) nanogels was then investigated aspossible coatings for porous patterned surfaces, and their ionic conductivity assessed.Different cross-linked architecture were approached, using a mono- and a divinyl comonomersof completely different reactivities.