Soutenance de thèse de Ségolène VILLOTTE

Ecole Doctorale
SCIENCES CHIMIQUES - Marseille
Spécialité
Sciences Chimiques
établissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
Photoamorceurs,sels d’iodonium,photopolymérisation contrôlée par les nitroxydes,écriture laser,impression 3D,
Keywords
Photoinitiators,iodonium salts,salts. nitroxide mediated photopolymerization,laser writing,3D printing,
Titre de thèse
Synthèse et études de photoamorceurs originaux pour la synthèse de polymères en 3D
New Photosensitive Resins for Fast Printing
Date
Vendredi 15 février 2019 à 10:00
Adresse
Aix-Marseille Université Campus Universitaire de Saint-Jérôme 52 Avenue Escadrille Normandie Niemen, 13013 Marseille
Salle des thèse
Jury
Directeur de these M. Frédéric DUMUR Aix-Marseille Université
CoDirecteur de these M. Didier GIGMES Aix-Marseille Université
Examinateur Mme Odile FICHET Université de Cergy-Pontoise
Examinateur M. Jacques LALEVéE Université Haute Alsace
Rapporteur Mme Françoise CHUBURU Université de Reims Champagne-Ardenne
Rapporteur Mme Veronique PATINEC Universite de Bretagne Occidentale

Résumé de la thèse

L’impression 3D est une technologie en plein développement à tel point que certain considère qu’il s’agit de la quatrième révolution industrielle puisqu’elle a conduit à une nouvelle façon de concevoir et de produire des objets. En effet, à partir d’un model informatique, il est désormais possible de préparer facilement des objets avec des formes complexes et des propriétés uniques. Cependant, cette technologie présente un temps de réalisation très long, et une fois fabriqués, les propriétés des objets obtenus sont difficiles à moduler. Ainsi, ce travail de thèse a un double objectif. Le premier est de synthétiser de nouveaux photoamorceurs pour les imprimantes 3D utilisant la photopolymérisation. Dans ce cas, nous avons choisi des molécules connues pour leurs efficacités en polymérisation radicalaire et polymérisation cationique : les sels d’iodonium. Ceux-ci ont été greffés avec des chromophores connus pour leurs excellentes capacités de photosensibilisation des sels d’iodonium : les naphtalimides. L’objectif est d’étudier les possibilités d’amorçage de tels sels d’iodonium en polymérisation cationique et radicalaire à 405 nm, longueur d’onde choisie pour amorcer la photopolymérisation des imprimantes 3D. Par ailleurs, nous avons étudié l’impact de la nature du contre-anion. De plus, nous nous sommes intéressés à l’applicabilité de la polymérisation à terminaison réversible à la synthèse de polymère en 3D. En effet, nous avons étudié la possibilité de synthétiser un premier polymère en 3D via la photopolymérisation contrôlée par les nitroxydes et d’utiliser ce dernier comme macroamorceur de la polymérisation d’un second monomère. Dans ce manuscrit, nous présentons aussi bien la synthèse et les capacités de polymérisation des composés que leurs propriétés photochimiques étudiées par des expériences de spectroscopie d’absorption et résonance paramagnétique électronique.

Thesis resume

3D printing is a technology in full development to such an extent that it is considered as the fourth industrial revolution since it has led to a new way of designing and producing objects. Indeed, from a computer model, it is now possible to easily prepare objects with complex shapes and unique properties. However, this technology has a very long production time and once manufactured, the properties of the objects obtained are difficult to tune. Thus, the work developed during this PhD thesis has a dual purpose. The first is to synthesize new photoinitiators for 3D printers using photopolymerization. In this case, we choosed compounds known for their efficiencies in radical polymerization and cationic polymerization: the iodonium salts. These were grafted with chromophores known for their excellent photosensitization capabilities of iodonium salts: naphthalimides. The objective is to study the initiation possibilities of such iodonium salts in cationic and radical polymerization at 405 nm, wavelength chosen to initiate the photopolymerization of 3D printers. Moreover, we studied the impact of the nature of the counter anion. In addition, we investigated the applicability of reversible termination polymerization to 3D polymer synthesis. Indeed, we studied the possibility of synthesizing a first polymer in 3D via the photopolymerization controlled by nitroxides and to use the latter as macroinitiator of the polymerization of a second monomer. In this manuscript, we present both the synthesis and polymerization capabilities of compounds as their photochemical properties studied by absorption spectroscopy and electron spin resonance experiments.