Substitution of isocyanates in polyurethanes for the elaboration of adhesive and porous materials

Substitution des Isocyanates dans les Polyuréthanes pour l’Elaboration de Matériaux Adhésifs et Expansés A l'heure actuelle, de nombreuses entreprises commercialisent des matériaux polyuréthanes pour diverses applications. Le polyuréthane se place au sixième rang des polymères les plus produits au monde. Néanmoins, ces matériaux sont préparés à partir de monomères dangereux : les isocyanates. Ces derniers sont toxiques ou même parfois CMR (Cancérigène, Mutagène, Reprotoxique) et représentent un danger pour l'environnement, le formulateur et l'utilisateur. Pour protéger leurs employés et consommateurs et dans le cadre de la législation REACH, Bostik et Arkema, les deux entreprises du consortium CYRRENAS financé par l’Agence Nationale de la Recherche, visent à substituer les isocyanates dans les polyuréthanes et ainsi former des matériaux Non-Isocyanate PolyUrethane (NIPU). Parmi les différentes voies d’accès aux NIPUs, la voie novatrice carbonate cyclique/amine a été envisagée afin de synthétiser des matériaux polyhydroxyuréthanes (PHU). Une étude approfondie par des analyses spectrométriques (RMN) et thermiques (DSC) sur des réactions modèles entre des mono-carbonates cycliques et des mono-amines ont permis de mettre en évidence les paramètres influençant la réactivité ainsi que les limitations de cette technologie. Ce manuscrit s’intéresse également à l’élaboration de matériaux PHU, à leurs propriétés mécaniques, thermomécaniques et d'adhésion sur différents supports. Le polyuréthane est également très largement employé sous forme de mousses flexibles et rigides qui représentent 2/3 du marché mondial des matériaux polyuréthane. Dans cette optique, les premières mousses PHUs ont été élaborées et caractérisées. Enfin, dans le but de pallier la limitation de la synthèse des PHUs, une nouvelle approche de formulation de matériaux a été mise au point à partir de pré-polymères amino-téléchéliques contenant des groupements hydroxyuréthanes et des extendeurs de chaîne bio-sourcés. Les matériaux résultant de cette formulation sont appelés H-NIPUs.