Nouveaux designs de matériaux dynamiques via polymérisation en miniémulson

De nos jours, les vitrimères, caractérisés comme une classe de matériaux dynamiques innovants, ont émergé de manière exponentielle pour le développement de potentiels applications. Leur nature dynamique et réversible, rendue possible par des réactions d'échanges de liaisons, offre une habilité pour modifier et recycler ces réseaux réticulés. Dans ces travaux de thèse, nous avons choisi de porter notre intention sur l’étude et l’élaboration de réseaux polymères dynamiques synthétisés en milieu aqueux via l’utilisation d’une stratégie polyvalente qu’est la polymérisation en miniémulsion. Tout en appliquant ce concept à une variété de réactions chimiques dynamiques tels que la transestérification, la trans-N-alkylation ou encore la transimination, deux stratégies distinctes ont été étudiées et exploitées au cours de ces travaux. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à l’extension des études précédentes de notre groupe sur les réseaux vitrimères « époxy-acide », en combinant les mêmes précurseurs hydrophobes et incompatibles, au sein de nanogouttelettes finement divisées, à une seconde phase composée de styrène dans le but de synthétiser des films nanostructurés. Les propriétés mécaniques, structurales et dynamiques de ces films seront étudiées afin de déterminer l’influence de: i) l’utilisation directe de deux réactions chimiques orthogonales comme la polyaddition époxy-acide et la polymérisation radicalaire du styrène, et ii) de l’ajout d’un compatibilisant tel que le glycidyl méthacrylate, permettant de lier les deux phases de manière covalente entre elles et conditionnant la formation de réseaux interconnectés (ICNs). Dans un second temps, nous nous focaliserons sur l’utilisation de la polymérisation en miniémulsion comme outil stratégique afin de générer des copolymères précurseurs fonctionnalisés de hautes et faibles masses molaires. Cette stratégie a été mise à profit pour former des copolymères hautement enchevêtrés, pouvant atteindre des masses molaires jusqu’à 350 000 g.mol-1. Des réseaux polymères dynamiques pourront être préparés selon deux stratégies distinctes avec: i) le mélange de deux latex copolymères avec des fonctionnalités complémentaires 1,2,3-triazole et bromure d’alkyle assurant la formation de réticulations à base de 1,2,3-triazolium via réticulation interfaciale par réaction de N-alkylation à haute température, et ii) la formation latente de liens imines dynamiques à partir d’un copolymère contenant des fonctions benzylamine pendantes, capables de se coupler oxydativement entre elles. Ces approches ont été mise en évidence pour une variété de polymères accessibles par copolymérisation radicalaire (styrène, méthyl méthacrylate et 2-éthylhexyl méthacrylate) avec une faible fraction comonomère: i) soit disponible commercialement (4-vinylbenzylamine), ii) soit synthétisée au laboratoire.