Synthèse de polymères poreux à base de PEG-DA par voie microfluidique et pour une application en tant qu'isolant acoustique

Synthesis of porous polymers made of PEG-DA by microfluidics and for an application of acoustic insulator

• Auteur / Autrice : Alexandre Turani-I-Belloto
• Direction : Jacques Leng
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie physique
• Date : Soutenance le 19/10/2018
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire du Futur (Bordeaux)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Barois
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Barois, Fabienne Gauffre, Anniina Salonen, Patrick Maestro, Marco Faustini
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Fabienne Gauffre, Anniina Salonen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polymères poreux

Photopolymérisation

Revêtements

Polyéthylène glycol diacrylate

Microfluidique

Isolation acoustique

Mots clés libres

Polymères poreux

PEG-DA

Microfluidique

Isolation ultrasonore

Photopolymérisation frontale

Dissolution

Porous polymers

PEG-DA

Microfluidics

Ultrasonic insulation

Frontal photopolymerization

Dissolution

Résumé

La réalisation de revêtements fins, solides et isolants dans le domaine ultrasonore,contenant de petites particules poreuses, représente le challenge de ces travaux. Plusieurs points sont déterminants pour arriver à cet objectif final. Tout d’abord, il faut trouver le matériau adéquat pour les particules poreuses, notre choix s’est porté sur un polymère mou, le PEG-DA. Une fois le matériau choisi, il faut déterminer une voie de synthèse pour en faire un matériau poreux, une technique par photopolymérisation UV etpar dissolution d’un porogène sacrificiel (CaCO3) a été utilisée. Ensuite, la microfluidiquenous a permis de réaliser des microparticules de ce polymère poreux de tailles contrôlées et monodisperses. La dernière étape consiste à disperser ces particules dans une matrice pour en faire un revêtement. Les mesures acoustiques ont montré une bonne atténuation du PEG-DA dans les ultrasons.Par ailleurs, ces travaux ont permis d’étudier la photopolymérisation frontale de milieux transparents et très diffusants, et de présenter une méthode à partir de simulations Monte-Carlo pour décrire les profils de conversion du polymère en fonction de l’intensité initiale et de l’épaisseur traversée. D’autres études se sont focalisées sur le séchage d’hydrogels de PEG-DA et sur la dissolution de CaCO3 à travers ces mêmes hydrogels. Un modèle physique décrivant la compétition entre cinétique de dissolution et diffusion de l’acide a été proposé.

The fabrication of thin, solid and insulating coatings containing small porous particles is the major challenge of these works. Several key points need to be raised to succeed. First, a good material for the particles has to be found, we chose a soft polymer, PEG-DA. Then, the choice of the synthesis routine to make porous polymers is crucial. A technique using UV photopolymerization and dissolution of sacrificial porogen (CaCO3) will be used. Next, we will decide to make porous particles by microfluidics to obtain well controlled sizes and good monodispersity. The last step will be about the dispersion of those particles in a matrix to create coatings. Acoustics measurements will show the acoustic response of PEG-DA in ultrasounds. Moreover, this work will also permit us to study the frontal photopolymerization of transparent and scattering media and to present a method with Monte-Carlo simulations to describe conversion profiles of polymer as a function of intensity and path length. Other studies will present drying of PEG-DA hydrogels and dissolution of CaCO3 through those hydrogels. A physical model will be proposed to describe the competition between kinetics and acid diffusion.