– ABC STUDY

Les copolymères diblocs amphiphiles sont composés de deux blocs antagonistes (un solvophile et l?autre solvophobe) reliés entre eux de façon covalente. L?analogie structurale avec les tensioactifs moléculaires est courante et beaucoup des concepts appliqués aux seconds ont été utilisés pour les premiers : dynamique aux interfaces, tension de surface, concentration micellaire critique? Cette vision est cependant trop restrictive et n?arrive pas à rendre compte des propriétés de tous les copolymères diblocs amphiphiles notamment lorsqu?ils sont en solvant très sélectif. Dans ce cas particulier, on obtient souvent des agrégats « gelés » ; c'est-à-dire hors équilibre thermodynamique et n?échangeant pas de chaînes de copolymère avec le milieu environnant. Il en résulte une faible activité aux interfaces et des problèmes de reproductibilité lors de leur dispersion. Il existe donc deux situations limites présentant des différences marquées. Dans le premier cas, la dynamique des agrégats de copolymères diblocs présente une forte analogie avec ce qu?on peut attendre en fondu où le facteur prépondérant est le paramètre d?interaction bloc/bloc. Au contraire, dans le second cas, la dynamique de micelles de tensioactifs est dominée par les paramètres d?interaction bloc hydrophobe/solvant et bloc hydrophile/solvant. En ce qui concerne les échanges unimères/agrégats de copolymères diblocs amphiphiles, nous nous interrogeons donc sur la possibilité de passer graduellement d?une situation « gelée » à une situation « dynamique » en modulant finement les trois paramètres d?interaction précédemment cités. Afin d?atteindre cet objectif, nous nous proposons de synthétiser des copolymères diblocs amphiphiles où une fraction d?unités hydrophiles sera incorporée dans le bloc « hydrophobe ». Plusieurs monomères seront considérés pour conduire à un bloc « hydrophobe » soit vitreux (polystyrène), soit flexible (poly(acrylate de nbutyle)). Le monomère hydrophile sera l?acide acrylique (AA). Des techniques de polymérisation radicalaire contrôlée, maîtrisées par deux des partenaires, seront mises en ?uvre pour conduire à des systèmes bien définis en terme de distribution des masses molaires, de composition et d?homogénéité. Une attention particulière sera portée à la maîtrise de la répartition des différentes unités monomères dans le bloc « hydrophobe » (constitué en fait de monomères hydrophobes S ou nBA et hydrophiles AA) ; puisque celle-ci aura un impact important sur les propriétés d?association des copolymères. Des techniques de pointe de polymérisation contrôlée seront mises en oeuvre pour atteindre cet objectif majeur du projet en terme de chimie. Nous étudierons à la fois l?influence de la structure du bloc « hydrophobe » (composition, distribution des monomères, masse molaire) et de la nature du solvant (pH et salinité) sur l?existence d?une dynamique d?échange en solution. Pour ce faire, des études par diffusion de rayonnement et microscopie seront conduites à la fois à l?état solide et en solution. Dans le premier cas, il s?agira de comprendre l?impact de l?incorporation d?unités AA sur l?interaction entre les deux blocs ; dans le second on s?attachera à déterminer si le système forme des assemblages dynamiques ou gelés par exemple en étudiant l?influence du mode de préparation des solutions sur l?état d?organisation des systèmes en milieu solvant. Notre démarche expérimentale sera aidée par le développement en parallèle de simulations numériques qui permettront de suivre l?impact de la répartition des unités hydrophiles dans le bloc « hydrophobe » sur la dynamique des systèmes. Nous avons ainsi bon espoir de passer continûment d?une situation gelée à une situation « dynamique » en jouant soit sur la nature chimique du polymère soit en actionnant un levier extérieur (sel ou pH). Dans un second temps, nous utiliserons les systèmes à dynamique contrôlée ainsi préparés comme agents de contrôle de la rhéologie de fluides complexes ou comme stabilisants et agents de nucléation pour la polymérisation en émulsion.