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(Co)polymères fonctionnels comme stabilisants démulsions UMR 5253 - CNRS, UM2, ENSCM, UM1 Equipe « Ingénierie et Architectures Macromoléculaires » Julien.

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1 (Co)polymères fonctionnels comme stabilisants démulsions UMR CNRS, UM2, ENSCM, UM1 Equipe « Ingénierie et Architectures Macromoléculaires » Julien PINAUD

2 9 teams Agrégats, Interfaces, Matériaux pour lEnergie AIME Responsable Deborah Jones Architectures Moléculaires et Matériaux Nanostructurés AM2N Responsable Jean Marc Campagne Chimie Moléculaire et Organisation du Solide CMOS Responsable Hubert Mutin Chimie Théorique, Méthodologies et Modélisations CTMM Responsable Eric Clot Ingénierie et Architectures Macromoléculaires IAM Responsable Jean Jacques Robin Matériaux Avancés pour la Catalyse et la Santé MACS Responsable Francesco Di Renzo Chimie et Cristallochimie des Matériaux C2M Responsable Philippe Papet Chalcogénures et Verres ChV Responsable Annie Pradel Dynamique & Adsorption dans les Matériaux Poreux DAMP Responsable Guillaume Maurin

3 Thème 1 Polymérisations contrôlées Animateurs: P. Lacroix-Desmazes S. Monge Radicalaire Ionique Ouverture de cycle B. Ameduri, B. Boutevin, G. David, O. Giani, P. Lacroix-Desmazes, V. Ladmiral, V. Lapinte, J. Pinaud, S. Monge Thème 2 Polymères à base dhétéroatomes Animateurs: B. Ameduri G. David Fluor Phosphore Silicium B. Ameduri, B. Boutevin, G. David, V. Ladmiral, A. Manseri, S. Monge, C. Negrell Thème 4 Polymères et composites à base de ressources renouvellables Animateurs: S. Caillol J-P. Habas Lipids, Proteins, Polyphenols, Polysaccharides R. Auvergne, C. Bouilhac, B. Boutevin, S. Caillol, O. Giani, J. P. Habas, V. Lapinte Ingénierie et Architectures Macromoléculaires Prof. Jean-Jacques ROBIN 24 permanents: 16 Chercheurs (3 PR, 9 MCF, 2 DR, 2 CR), 8 Ingénieurs et techniciens ITA-IATOS (1 IR, 3 IE; 4 AdJ. Admin. Techn.) 39 non-permanent : 24 Doctorants, 11 Post docs, 4 intermittents Thème 3 Polymères, milieux non conventionnels et procédés propres Animateurs: P. Lacroix-Desmazes A. Mas H 2 O, CO 2 sc, UV, plasma C. Bouilhac, J. Couve, C. Joly-Duhamel, P. Lacroix-Desmazes, A. Manseri, A. Mas, J. Pinaud, J. J. Robin

4 Amont = SynthèsesAval = Applications Production de polymères par des procédés propres Conception/utilisation de polymères comme additifs pour développer des procédés propres (encapsulation, fonctionnalisation, extraction, élaboration de matériaux structurés) Polymères Procédés Propres Milieux non conventionnels © 2012 P. Lacroix-Desmazes

5 Cas du milieu aqueux Eau Monomère Synthèse de latex polymères Tensioactif Tête polaireQueue hydrophobe Emulsion (directe) Latex polymère Polymérisation Gouttelettes dun composés hydrophobe dispersées dans de leau Synthèse de (co)polymères amphiphiles et auto-assemblage dans leau Eau Copolymère à blocs Copolymère statistique + Micelle Micelle cylindrique Vésicule Encapsulation de composés hydrophobes Encapsulation de composés hydrophiles Gélification

6 Concentration Micellaire Critique 1000 fois plus faible ( mol.L-1) Moins dangereux pour lenvironnement (rentrent pas dans le noyau des cellules) Auto-assemblage en solution contrôlé par la longueur des blocs Possibilité de fonctionnalisation (captage de métaux, barrière UV, …) Réponse à un stimulus possible (température, pH, CO 2, …) Avantages des (co)polymères / tensioactifs: Concentration micellaire critique (CMC) CMC Exemples au travers de travaux réalisés dans léquipe IAM

7 © 2013 P. Lacroix-Desmazes RITP pour copolymères à blocs amphiphiles (P. Lacroix-Desmazes) Synthèse de trois catégories de copolymères amphiphiles PS-I (RITP) PS-b-PCMS + PS-b-PAA - copolymère amphiphile cationique copolymère amphiphile anionique Reprise de la polymérisation radicalaire PS-b-P(MOx) copolymère amphiphile non-ionique Combinaison avec dautres techniques de polymérisation CROP ITP CAC DDL = g.L -1

8 Copolymères à base de phosphore (Sophie Monge-darcos) NnPAAm MAPC1 Tube de dialyse MWCO = 2000 Da Solution interne: Solution aqueuse de copolymère Solution externe Nickel à 20 mg/L Copolymères sensibles au pH et à la température pour lélimination dions métalliques présents dans les effluents aqueux Sites moins accessibles T (°C) Sites accessibles Influence du pHInfluence de la T°C

9 Copolymères à base de phosphore (Sophie Monge-darcos) 99 Matériau hybride Micelles CPI Tetraethyl orthosilicate (TEOS) + + Micelles de complexes polyioniques (CPI)Synthèse de matériaux mésoporeux Si(OEt) 4 1) pH = 2 2) pH = 5 Matériau mésoporeux calcination hPMAPC1 4k -b-P(PEGMA) 20K PEO 5K -b-PDMAEMA 2.5K 3) 70 °C pH = 4 Formation de micelles de complexes ioniques à partir de copolymères à blocs hydrophiles Collaboration avec Corine Gérardin (MACS-ICGM)

10 © 2012 P. Lacroix-Desmazes Autres copolymères à blocs hydrophiles (Patrick Lacroix-Desmazes) 10 Formation de micelles pour la nanostructuration de silice (Collaboration avec Corine Gérardin MACS-ICGM)

11 © 2012 P. Lacroix-Desmazes Autres copolymères à blocs hydrophiles (Patrick Lacroix-Desmazes) 11 Formation de micelles pour la nanostructuration de silice (Collaboration avec Corine Gérardin MACS-ICGM) PEO b-PAA 1580 / chitosan T > LCST Stimulus = pH Stimulus = Température PEO-b-poly(N-isopropyl acrylamide) PEO-b-PNIPAM

12 Copolymères avec un bloc poly(oxazoline) (Vincent Lapinte) 12 2-methyl-2-oxazoline Pox Hydrophile Poly(oxazoline): Biocompatible Hydrophile Fonctionnalisable Si R = chaîne grasse composé amphiphile Chaines en C12 ou 18Huile de ricinHuile de pépins de raisins (similaire au Brij)

13 Copolymères avec un bloc poly(oxazoline) (Vincent Lapinte) 13 Chaines en C12 ou 18 Huile de pépins de raisins Micelles sphériques, stables de lordre de 8 nm Tensioactif peu moussant Caractère émulsionnant marqué Faible pouvoir irritant (inférieur aux Brij commerciaux)

14 Autres « fonctions » possibles (ici avec des latex polymères) 14 Air 30 min, 40 o C i) Filtration ii) séchage i) Eau, CO 2 Réponse au CO 2 : (Julien Pinaud)

15 © 2013 P. Lacroix-Desmazes Autres « fonctions » possibles (ici avec des latex polymères) 15 Encapsulation de particules doxydes métalliques: (P. Lacroix-Desmazes) But: formation dun film homogène et transparent comportant des particules absorbant les UVs

16 Conclusion et perspectives 16 Un choix de monomères varié pour des polymères à propriétés visées Sensible au pH Sensible au CO 2 Sensible à la température Biosourcé Capteur de métaux Biocompatible

17 Conclusion et perspectives 17 Eau De nombreuses combinaisons possibles pour lavancée de lagriculture ? Nhésitez pas à nous contacter: RITP + Phosphore Biosourcé + polyoxazoline CO 2 + polyesters


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