Matériaux polymères dynamiques
Introduire des échanges dynamiques covalents dans les réseaux polymères constitue une stratégie très attractive car elle permet de combiner la facilité de traitement des thermoplastiques avec la durabilité élevée et la résistance des thermodurcissables. La chimie dynamique associative présente dans les vitrimères est particulièrement intéressante car cette classe de matériaux peut être remodelée, retraitée, réparée ou recyclée à haute température tout en restant hautement non-fusible et insoluble.
L’une de nos activités de recherche consiste à combiner notre expertise en polymérisation RAFT avec les chimies dynamiques des vitrimères afin de préparer des copolymères nanostructurés avec des propriétés renforcées. Nous tirons parti de notre trithiocarbonate symétrique récemment développé à partir du groupe 2-cyanopropan-2-yle pour préparer des copolymères triblocs ABA avec différents rapports entre les phases dures et souples, ce qui donne des matériaux présentant diverses morphologies telles que cubiques, cylindriques, giroïdes, etc. Les fonctionnalités dynamiques introduites par une simple copolymérisation permettent la préparation d’élastomères nanostructurés à réticulation dynamique présentant une résistance thermomécanique améliorée tout en conservant une recyclabilité élevée.
Dans une deuxième approche, nous avons développé une formulation entièrement d’origine biosourcée basée sur la vanilline et la cystamine, une diamine disulfure aliphatique dérivée d’un acide aminé qui se révèle être un durcisseur adapté dans le contexte des matériaux dynamiques. Nous avons révélé que, bien que la cystamine présente une concentration en radicaux plus faible à haute température que le durcisseur dynamique largement utilisé d’origine pétrolière (4AFD, disulfure de 4-aminophényle), les vitrimères à base de cystamine sont beaucoup plus dynamiques.
De plus, nous avons montré que l’ajout de cystamine dans les formulations à base de 4AFD permet un réglage précis de la dynamique d’échange.
En collaboration avec divers partenaires locaux, nous sommes également impliqués dans la mise en œuvre de chimies vitrimères dans des applications de composites à haute performance. Par exemple, nous avons été les premiers à établir un diagramme temps-température-transformation (TTT) pour un système de vitrimère. Ce diagramme est essentiel pour contrôler parfaitement les paramètres de traitement et de durcissement lors du processus de moulage par transfert de résine (RTM).
Membres du laboratoire participant à cette thématique
