Systèmes catalytiques organiques, métalliques et mixtes pour la synthèse de poly(éthylène téréphtalate-co-isosorbide téréphtalate)

Organic, metallic and mixed catalytic systems for the synthesis of poly(ethylene terephthalate-co-isosorbide terephthalate)

• Auteur / Autrice : Nicholas Stanley
• Direction : Philippe Zinck
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Molécules et matière condensée
• Date : Soutenance le 07/06/2017
• Etablissement(s) : Lille 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : UCCS - Unité de Catalyse et Chimie du Solide

Mots clés

Mots clés contrôlés

Produits biosourcés

Copolymères

Catalyseurs métalliques

Polycondensation

Organocatalyse

Synthèse (chimie)

Polyéthylène térephtalate

Mots clés libres

Isosorbide

Alcools secondaires

Polyesterification

Résumé

L’objectif de cette thèse, en partenariat avec la société Roquette Frères et l’Institut Français des Matériaux Agrosourcés (IFMAS), est de développer des systèmes catalytiques permettant de catalyser de manière efficace la polyestérification d’alcools secondaires. Il s’agit de faciliter l'incorporation de monomères biosourcés tel que l'isosorbide dans des polyesters de type poly(éthylène téréphtalate) (PET). L’emploi de ce monomère biosourcé permet d’accéder à de nouvelles propriétés et de réduire la consommation de dérivés d’origine pétro-sourcés comme peut l’être le CHDM (cyclohexane diméthanol) ou le CBDO (tétraméthyl-cyclobutanediol) par exemple. Le Chapitre 1 propose une étude bibliographique sur les catalyseurs les plus performants actuellement utilisés pour la synthèse de PET. L’organocatalyse, qui a jusqu’ici été très peu étudiée dans ce type de réaction, est appliquée à la synthèse de poly(éthylène-téréphtalate-co-isosorbide téréphtalate) dans le Chapitre 2. Dans le Chapitre 3, des catalyseurs métalliques performants en synthèse de PET sont appliqués à la réaction, ainsi que des combinaisons bimétalliques. Dans le Chapitre 4, ces catalyseurs métalliques sont utilisés en combinaison avec les organocatalyseurs les plus performants, dans le but d’optimiser les propriétés et de réduire la quantité de métal utilisée.

The objective of this thesis, in partnership with the company Roquette Frères and the French Institute of Agro-Sourced Materials (IFMAS), is to develop catalytic systems which can efficiently catalyse the polyesterification of secondary alcohols. The particular aim is to simplify the incorporation of bio-sourced monomers such as isosorbide in to polyesters like poly(ethylene terephthalate) (PET). The use of this bio-sourced monomer allows access to new properties whilst also reducing the consummation of petro-sourced derivatives, much like in the case of cyclohexane dimethanol (CHDM) or cyclobutane diol (CBDO). Chapter 1 proposes a bibliographic study on the best performing catalysts currently used for the synthesis of PET. Organocatalysts, who have been rarely studied until now for this reaction, are applied to the synthesis of poly(ethylene terephthalate-co-isosorbide terephthalate) in Chapter 2. In Chapter 3, metallic catalysts known for their use in PET synthesis are applied to the reaction separately and in bimetallic combinations. In Chapter 4, these metallic catalysts are used in combinations with the best performing organocatalysts with the aim of optimising the properties whilst also reducing the metal quantities used.