Etude du copolymére HBMA/EHA dans les solvants isotropes Optimisation du procédé par la technique du plan d’expériences.

Abstract

Ce mémoire s’articule autour de trois parties, la première concerne la synthèse des réseaux de copolymères HBMA/EHA, la seconde repose sur la caractérisation de ces copolymères par gonflement dans des solvants organiques, tandis que la troisième partie confronte nos résultats expérimentaux à un modèle mathématique d’optimisation dans le but de trouver les variables les plus influentes sur le gonflement. La technique de photo polymérisation radicalaire par rayonnement UV nous a permis de préparer nos réseaux de copolymères. En outre, la spectroscopie infrarouge a été utilisée pour étudier la cinétique de conversion des monomères de la solution précurseur en un réseau solide. Cette technique s’est avérée très efficace et a permis de mieux préparer les échantillons modèles. Le taux de gonflement du copolymère HBMA/EHA dans les solvants isotropes a été étudié en fonction de la nature du solvant, de la densité de réticulation et de la nature de l’agent réticulant. Les solvants utilisés sont l’éthanol, le méthanol et le cyclohexane. Les agents réticulant employés sont le PPGDA, le TPGDA et le HDDA. D’un point de vue interactions moléculaires, l’analyse quantitative des résultats a suggéré que l’éthanol est un bon solvant pour ces réseaux, le méthanol est solvant moyen, tandis que le cyclohexane est mauvais solvants. Par ailleurs, cette étude a montré que le taux de gonflement dépend à la fois de la nature du solvant, de la densité de réticulation et de la nature de l’agent réticulant. D’un point de vue espaces intermoléculaires, le réseau réticulé avec le PPGDA possède un taux de gonflement le plus élevé, suivi de celui réticulé avec le TPGDA et enfin celui réticulé avec le HDDA. L’étude de la calorimétrie différentielle nous a permis de déterminer la température de transition vitreuse de nos échantillons modèles. L’interprétation des résultats obtenus confirment ceux trouvés par la méthode de gonflement dans les solvants. Enfin, le taux de gonflement de ce copolymère a été optimisé à l’aide de la méthode mathématique, appelée plan d’expériences. Cette technique nous a permis de mesurer et de vérifier les facteurs les plus influents sur le taux de gonflement. Les résultats obtenus ont confirmés ceux trouvés par la caractérisation par masse. 82 Ce travail a fait l’objet d’une étude très intéressante et qui n’est pas achevée, il demande à être poursuivi par les futurs étudiants de Master. Tout d’abord, nous avons souhaité déterminer les diagrammes de phases de ces copolymères dans les solvants isotropes et anisotropes, tels que les cristaux liquides. D’une part, l’étude dans les solvants isotropes demande beaucoup de solvants, puisque cette dernière s’effectue en fonction de la température. Or les solvants sont très volatiles et leur disponibilité était limitée. D’autre part, l’étude dans les cristaux liquides était impossible, puisque ces derniers étaient inexistants au sein de notre laboratoire, vu leur prix d’achat sur le marché trop élevé. Enfin, la confrontation des résultats expérimentaux avec le modèle de diffusion de Fick est très intéressante et on espère qu’elle sera appliquée dans le futur proche.