Ecole Doctorale
SCIENCES CHIMIQUES - Marseille
Spécialité
Sciences Chimiques
Etablissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
Post-modification,Greffage radicalaire,Calculs DFT,Cinétique,Acyloxyimide,Polymères
Keywords
Post-modification,Radical grafting,DFT calculation,Kinetic,Acyloximide,Polymers
Titre de thèse
Modification chimique de polymères par des dérivés acyloximides en extrusion réactive
Chemical modification of polymers by acyloxyimide derivatives in reactive extrusion
Date
Friday 20 July 2018
Adresse
Aix-Marseille Université
Faculté des Sciences
52 Avenue Escadrille Normandie Niemen
13013 Marseille
Salle des Thèses
Jury
Directeur de these |
M. Didier GIGMES |
Aix-MArseille Université |
Rapporteur |
M. Renaud NICOLAY |
ESCPI Paris |
Rapporteur |
Mme Sandrine HOPPE |
Université de Lorraine |
CoDirecteur de these |
M. Yohann GUILLANEUF |
Aix-Marseille Université |
Examinateur |
Mme Anouk SIRI |
Aix-Marseille Université |
Examinateur |
M. Emmanuel BEYOU |
Université de Lyon 1 |
Résumé de la thèse
La post-fonctionnalisation est une technique qui permet dapporter des propriétés spécifiques à des polymères dont les caractéristiques intrinsèques sont limitées dans une application donnée. Elle est devenue une méthode de choix pour répondre à la demande sans cesse croissante en matériaux de performance. Parmi les différentes stratégies de post-fonctionnalisation, une des plus courantes est le greffage radicalaire en milieu fondu par extrusion réactive (T > 160 °C). Dans ce type de procédé, un précurseur de radicaux appelé agent de greffage est utilisé afin de greffer des unités fonctionnelles (monomères) sur les chaines de polymère. A ce jour, les agents de greffage conventionnellement employés sont les peroxydes. Cependant, les radicaux alcoxyle issus de ces derniers engendrent souvent des réactions secondaires, en particulier des réactions de réticulation de chaines qui réduisent lefficacité du processus. Afin de surmonter ces inconvénients, il est alors important de développer de nouvelles structures pertinentes. Dans ce contexte, les travaux de recherche que nous avons entrepris dans cette thèse concernent la conception et létude de nouveaux agents de greffage dérivés dacétoxyphtalimide (NAPI) pour la post-fonctionnalisation de polymères. Afin datteindre ces objectifs, notre démarche a été basée sur une approche multidisciplinaire comportant une étude théorique par modélisation moléculaire et une approche expérimentale incluant la synthèse et létude de réactivité des nouvelles structures. Par la suite, des essais de post-fonctionnalisation de polyéthylène, de polyamide ainsi que de poly(acide lactique) par ces nouveaux agents de greffage ont été réalisés. Ces essais ont montré des résultats prometteurs à lutilisation de ces nouveaux composés par rapport aux peroxydes dans les systèmes dextrusion. En effet, les dérivés NAPI et plus spécifiquement les structures à base de dimère ont conduit à des taux de greffage satisfaisants tout en diminuant loccurrence des réactions de réticulations non-désirées.
Thesis resume
Post-functionalization is a technique which allows to introduce specific properties to polymers whose intrinsic characteristics are limited for a defined application. It has become an appropriate tool to answer the strong demand for performance materials that is constantly growing. Among the post-functionalization methods, one of the most exploited is the radical grafting of the polymers in the molten state by reactive extrusion (T> 160 ° C). In this type of process, a radical precursor called grafting agent is used to graft functional units (monomers) onto the polymer backbone. In this context, the conventional grafting agents used in extrusion are peroxides. However, the radicals generated by peroxide compounds often lead to side reactions, particularly crosslinking reactions of the polymer chains which limit the efficiency of the process. Thus, finding a new family of grafting agents remains a challenge to optimize these extrusion systems. In this research work, the main objective is to employ new grafting agents based on acetoxyphthalimide (NAPI) for extrusion. To reach this goal, our strategy is based on a multidisciplinary approach which presents a theoretical study by chemical modeling and an experimental approach by the synthesis and the reactivity study of the targeted structures. To validate the concept, polyethylene, polyamide and polylactic acid post-functionalization tests through these new grafting agents have been carried out. The results obtained have shown that these NAPI derivatives are efficient to graft monomers and to reduce the crosslinking reaction compared to peroxide agents.