DS03 - Stimuler le renouveau industriel

Nouveaux Photocatalyseurs Redox pour la Synthèse sous Lumière Visible de Réseaux Polymères Interpénétrés – VISICAT

Résumé de soumission

Les principaux avantages de réseaux polymères interpénétrés (IPNs) est de combiner dans un seul matériau les propriétés de deux réseaux polymères (polymérisation cationique (PCa) et radicalaire(PR)). En mettant l'accent sur des questions environnementales (ressources, énergie…), la photopolymérisation sera utilisée pour synthétiser les IPNs. Comme la prochaine génération de photoamorceurs de polymérisation fonctionnera avec de la lumière visible (gain d’énergie et plus de sécurité qu’avec l’UV), VISICAT va donc proposer de nouveaux catalyseurs photoredox (PC) qui absorbera la lumière visible et qui conduira à un amorçage très efficace de la réaction de photopolymérisation, en cationique et en radicalaire. Les principaux avantages des PC sont : 1) les petites quantités de produit utilisées (utile pour les problèmes de toxicité et de migration), 2) leur grande efficacité (faible intensité,lumière visible) et 3) leur versatilité (amorçage à la fois de PCa et de PR). Dans ce projet, des molécules avec des états excités singulet ayant de longue durée de vie et absorbant dans le visible vont être utilisées comme PC afin d’améliorer sensiblement la réactivité avec le coamorceur redox. Des résultats préliminaires récents ont montrés la validité de cette stratégie (non publiés). L'objectif final du projet étant la création d’IPNs avec des propriétés mécaniques ajustables fabriqués par un procédé de synthèse innovant sous lumière visible. Aucune publication n’existe sur les PCs proposés ici en tant que photoamorceur de polymérisation radicalaire ou cationique. De nombreux monomères vont de ce fait être testés avec ces nouveaux systèmes photoamorceur (SPA)et les propriétés mécaniques des polymères formés(aspect collant de la surface, retrait, température de transition vitreuse, resistance à l’abrasion, module de Young, couleur finale…) vont être étudiées en détails pour évaluer les avantages obtenus grâce à la formation d’IPNs par rapport à des polymères classiques (obtenus par PCa ou PR).La dernière année du projet va être principalement dédiée à l’applicabilité du projet avec une optimisation des voies de synthèse pour les meilleurs PC avec le but de réduire les coûts de production et/ou d’améliorer les rendements de synthèse. En parallèle, une évaluation des conditions expérimentales utilisées dans de nombreuses applications finales (présence de charges, pigments, eau…) sera menée en collaboration avec un office de transfert technologique (OTT) pour évaluer les marchés susceptibles d’être intéressés par ces nouveaux PC fonctionnant sous lumière visible. A la fin de l’ANR, l’objectif est de breveter les meilleurs systèmes avec l’OTT afin de les proposer aux secteurs industriels visés. Vu l’originalité de l’approche de ce projet, des publications dans de journaux à fort facteur d’impact sont attendues.
Pour conclure, ce projet ambitieux associe les expertises complémentaires de deux groupes de recherche académiques de renommé internationale dans le domaine de la chimie organique, de la photochimie, de la chimie des polymères et de la photopolymérisation. Le développement de résine avec une réactivité exceptionnelle pour la synthèse d’IPN sous lumière visible résultera donc de la forte synergie et complémentarité des deux partenaires.

Coordination du projet

Céline Dietlin (Institut de Sciences des Matériaux de Mulhouse)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

IS2M Institut de Sciences des Matériaux de Mulhouse
ICR Institut de Chimie Radicalaire

Aide de l'ANR 375 733 euros
Début et durée du projet scientifique : décembre 2017 - 48 Mois

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