Les travaux de recherche présentés ici avaient pour objectif principal la synthèse de copolymères statistiques à base d’éthylène et d’acide acrylique (AA). Pour cela, la
déprotection des groupements esters d’un copolymère statistique précurseur, le
poly(éthylène-co-(tert-butyl)acrylate), a été effectuée par hydrolyse à l’aide d’iodure de
triméthylsilyle.
La synthèse de ce précurseur est réalisée par polymérisation catalytique en présence
d’un système à base de Palladium (Pd).
Le deuxième objectif a été d’étudier et de caractériser des polymères synthétisés à
l’état solide et en suspension colloïdale. Plusieurs copolymères précurseurs comprenant
différents pourcentages molaires en tert-butyl acrylate (4 à 12% molaires) ont été
synthétisés avec succès, puis déprotégés par hydrolyse pour obtenir des poly(éthylène-coacide
acrylique) (pE-co-AA) avec différentes compositions. Seuls les copolymères
comprenant 10% molaire ou plus de AA sont solubles dans le Tétrahydrofurane (THF) et
uniquement dans ce solvant. De telles solutions peuvent être dialysées dans l’eau, ce qui
conduit à un échange lent entre cette dernière et le THF, et l’autoassemblage du
copolymère dans l’eau peut ensuite être étudié. C’est ainsi qu’ont pu être observées des
nanoparticules stables dans le temps dont le comportement est sensible au pH et à la
température.
Les polymères synthétisés ont été caractérisés par Résonance Magnétique Nucléaire
(RMN) ainsi que par spectroscopie Infra-Rouge (IR), avant et après déprotection. Les
pourcentages molaires d’AA ont été déterminés par combinaison des résultats de RMN et
ii
de titrages conductimètriques. A l’état solide, les échantillons ont été analysés par
Calorimétrie différentielle à balayage (DSC) et par Diffraction des rayons X.
Les solutions colloïdales des polymères pE-co-AA ont été caractérisées par
Diffusion dynamique de la lumière et par la DSC-haute sensibilité. De la microscopie
électronique à transmission (TEM) a permis de visualiser la forme et la taille des
nanoparticules. / The first objective of this research is to synthesize random linear copolymers of
ethylene and acrylic acid (AA). The synthesis relies on the deprotection of the functional
groups in the copolymer’s precursor, which is represented by poly(ethylene-co-tertbutyl
acrylate). The synthesis of the precursor was realized by the catalytic approach, where
Pd-based catalytic systems are frequently utilized nowadays. The deprotection was
carried out by hydrolysis of the ester functionality using trimethylsilyl iodide agent.
The second objective is to investigate and characterize the synthesized polymers in
the bulk and in colloidal solution. A set of different precursor polymers with various
degrees of molar incorporation of tertbutyl acrylate (from 4 to 12 mol %) was
successfully synthesized and deprotected. The resulting poly(ethylene-co-acrylic acid)
copolymers were found to be soluble in tetrahydrofuran THF, when the molar
incorporation of AA reaches the value of 12 and more. This aspect gave the possibility to
study the self-assembly of this copolymer in aqueous medium by slow THF to water
exchange (dialysis). It was found that the copolymers self-assemble into nano-sized
structures and these nanoparticles remain stable in colloidal solution for extended periods
of time. Moreover, it was shown that the nanoparticles formed by the discussed
copolymer possess thermo- and pH-responsive behaviour.
The polymers synthesized were characterized by nuclear magnetic resonance
(NMR) and infrared spectroscopies (IR) before and after deprotection. The bulk samples
were analyzed by conventional differential scanning calorimetry and by X-ray diffraction
iv
technique. The molar percentages of AA were determined using a combination of NMR
and conductimetric titration. Colloidal solutions of pE-co-AA copolymers were analyzed
by dynamic light scattering and high-sensitivity differential scanning calorimetry
techniques. The nanoparticles formed were visualized and characterized by transmission
electron microscopy.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:umontreal.ca/oai:papyrus.bib.umontreal.ca:1866/5389 |
| Date | 01 1900 |
| Creators | Kriuchkov, Volodymyr |
| Contributors | Winnik, Françoise |
| Source Sets | Université de Montréal |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Thèse ou Mémoire numérique / Electronic Thesis or Dissertation |
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