Préparation de polyamides aux propriétés avancés par un voie radicalaire – PAradIsiac

Les polyamides (PA) sont des matériaux très utilisés. En effet, les liaisons hydrogènes intermoléculaires dues aux fonctions amides leurs confèrent des propriétés exceptionnelles (très bonnes propriétés mécaniques, flexibilité et de durabilité). Les PA sont généralement préparés par polycondensation ou par polymérisation anionique par ouverture de cycle, procédés compatibles avec peu de monomères et nécessitant des conditions expérimentales drastiques. Avec leur gamme Rilsan@ et Pebax@, ARKEMA est le leader mondial des polyamides de spécialité. Ces matériaux sont utilisés dans les textiles, l’automobile, l’électronique, le sport, etc.

Même si ces matériaux sont reconnus pour leurs excellentes performances dans les applications les plus exigeantes, certaines limitations restent présentes et représentent une possibilité d’innovation dans le domaine des polyamides de spécialité.

Le but de ce projet est de proposer une nouvelle méthodologie de préparation de PA via la (co)polymérisation radicalaire par ouverture de cycle des 1,3-oxaza-cetene hétérocycliques appelés O,N-acétals de cétène cycliques avec des monomères vinyliques usuels. Cela permettra d’introduire des liaisons amides dans le squelette du polymère pour créer des interactions inter-chaines) ou pour préparer des PA fonctionnels. Quatre applications ont été particulièrement visées. En particulier, l’introduction de groupements fonctionnels qui vont apporter soit des meilleures propriétés d’adhésion (monomères contenant des atomes de silicium, phosphore ou soufre), soit des propriété d’ignifugation (monomères contenant des atomes de phosphore), soit un contrôle de l’hydrophilie/hydrophobie (monomères polaires ou hydrophobes) ou encore de la souplesse (monomères portant des longues chaines alkyle) sera étudié. Une attention spéciale sera portée à la préparation de vitrimères de polyamide.

L’intérêt des O,N-acétals de cétène cycliques est aussi lié à l’incorporation d’une petite quantité de fonctions amide dans le squelette du polymère. Ces groupes peuvent être vus comme induisant des liaisons hydrogène intermoléculaires et donc produisant des interactions entre les chaines de polymères, améliorant ainsi les propriétés thermiques et la résistance chimique de ces matériaux. La copolymérisation de monomères vinyliques classiques avec une faible quantité d’O,N-CKA devrait conduire à la préparation de matériaux se comportant de manière similaire au PEBAX@ mais avec une plus grande palette de propriétés (résistance à la rayure, meilleure stabilité thermique, etc.).

En conclusion, la combinaison des propriétés exceptionnelles des PA avec les avantages de la polymérisation radicalaire va conduire au développement de matériaux innovants, utilisables dans de nombreuses applications industrielles.