Conception d'un Procédé Durable de Polymérisation Catalytique pour la synthèse de Polyéthylènes Fonctionnalisés dans la chaine – SUPRCAT

Le polyéthylène est le plastique le plus produit, utilisé dans de nombreuses applications clés. L’efficacité de sa production en termes d'impact environnemental est supérieure à la plupart des autres plastiques. Les chaînes linéaires du polyéthylène (PEHD) permettent sa cristallisation conduisant à d'excellentes propriétés mécaniques. Cependant, leur inertie chimique entraîne une persistance dans l'environnement pendant plusieurs décennies. Nous avons découvert que des matériaux polyéthylène avec des groupes cétone dans la chaîne peuvent être générés par copolymérisation non alternée d'éthylène et de monoxyde de carbone. Ceux-ci confèrent au matériau une photo-dégradabilité sans compromettre ses propriétés matériaux (Science 2021, 374, 604). La polymérisation en phase gaz (donc sans solvant) peut être considérée comme le procédé le plus avancé pour la génération de polymères semi-cristallins car elle permet un contrôle de la morphologie des polymères. Pourtant la copolymérisation en phase gaz de l'éthylène et de monomères polaires a été très peu étudiée. Ce projet étudiera la copolymérisation en phase gaz de l'éthylène et du monoxyde de carbone, une réaction très pertinente et une sonde appropriée pour les copolymérisations de monomères polaires. Des méthodes pour supporter des catalyseurs moléculaires de polymérisation compatibles avec le CO (sans cocatalyseur) au moyen d'une liaison non covalente avec un support poreux seront explorées (UKon). Ces catalyseurs seront ensuite engagés dans des copolymérisations en phase gaz pour obtenir des céto-polyéthylènes, en abordant entre autres l'évolution de la morphologie, l'effet du support et des conditions de la phase gaz sur le comportement en copolymérisation des catalyseurs (CP2M). Des propriétés améliorées de (photo)dégradabilité et de recyclabilité sont attendues pour ces céto-polyéthylènes tout en conservant des propriétés mécaniques et de mise en forme. Une synergie sera obtenue dans la collaboration grâce à l'expertise unique du CP2M dans les procédés de polymérisation en phase gaz et du groupe de Konstanz dans les catalyseurs de polymérisation tolérants aux groupes fonctionnels.