Thèse en cours

Étude de la chimie d'échange des phénoxytriazines et application à la conception de polymères fonctionnels
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Auteur / Autrice : Clément Desvaux
Direction : Renaud NicolaŸ
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Physique et chimie des matériaux
Date : Inscription en doctorat le 05/10/2020
Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie des matériaux
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie moléculaire, macromoléculaire, et matériaux
établissement opérateur d'inscription : ESPCI Ecole supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris (PSL)

Résumé

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Le besoin de matériaux légers mais résistants a entraîné une augmentation de la demande de plastique. Pour obtenir des propriétés mécaniques et une résistance aux solvants exceptionnelles, des thermodurcissables sont nécessaires. Cependant, la réticulation covalente de ceux-ci entraîne une perte de capacité de transformation et de recyclabilité. Pour contourner ces problèmes, les vitrimères ont été introduits. Ce sont des réseaux adaptables covalents (CAN) avec une densité de réticulation indépendante de la température. En chauffant le matériau, les réactions d'échange dégénérées permettent au réseau de changer de topologie et de s'écouler comme un verre organique. Les matériaux peuvent ensuite être traités à haute température, mais conservent leur forme à basse température. Diverses réticulations dynamiques ont déjà été développées pour concevoir des vitrimères. Dans ce travail, nous étudions une nouvelle chimie d'échange pour accéder à de tels CAN. Il repose sur l'échange dégénéré entre les ions phénolates et les phénoxytriazines. Les cinétiques d'échange ont été étudiées par RMN en solution sur des molécules modèles. Ces études ont mis en évidence la forte influence des substituants du cycle triazine sur les constantes de vitesse d'échange. Cette nouvelle chimie a également été mise en œuvre dans les matériaux. Un copolymère poly(styrène-co-hydroxystyrène) a été synthétisé et réticulé en solution. L'analyse mécanique dynamique (DMA) a montré la présence d'un plateau caoutchouteux semblable à un thermodurcissable. L'importance de l'agrégation ionique non covalente, même à faible teneur ionique, sur le comportement rhéologique et thermomécanique des matériaux a été soulignée. Ce travail élargit la bibliothèque des chimies d'échange dynamique disponibles pour la conception de CAN et pourrait ouvrir la voie à des vitrimères présentant différentes vitesses d'échange au sein d'un même matériau.