ED Sciences Chimiques
Conception de polyuréthanes sans isocyanates (NIPU) par des réactions de transfert et des réactions complémentaires
par Nichollas JAQUES (Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques)
Cette soutenance a lieu à 9h30 - Amphi 1 16 Avenue Pey-Berland 33607 Pessac Cedex
devant le jury composé de
- Henri CRAMAIL - Professeur des universités - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Michael MEIER - Professor - Karlsruhe Institute of Technology (KIT) - Directeur de these
- Haritz SARDON - Professor - University of the Basque Country - UPV/EHU - Examinateur
- Katrien BERNAERTS - Associate Professor - Maastricht University - Examinateur
- Patrick THEATO - Professor - Karlsruhe Institute of Technology (KIT) - Examinateur
- Étienne GRAU - Assistant professor - Université de Bordeaux - Examinateur
- Fanny BONNET - Directrice de recherche - CNRS - Rapporteur
- Fabrice BUREL - Professor - INSA Rouen Normandie - Rapporteur
Les polyuréthanes (PU) sont des matériaux polyvalents. Cependant, ces polymères sont traditionnellement synthétisés à partir d'isocyanates toxiques, ce qui soulève des préoccupations réglementaires. Cette thèse étudie deux stratégies plus durables pour la synthèse de polyuréthanes sans isocyanates (NIPU) : (1) la transuréthanisation des carbamates avec des diols et (2) la polymérisation radicalaire par thiol-ène. L'approche de transuréthanisation a été optimisée par le choix du catalyseur, le contrôle du ratio de monomères et le mode d'agitation, permettant d'obtenir des NIPU de masse molaire élevée (Mn jusqu'à 105 kg×mol) et présentant des propriétés thermiques (Tg de −68 °C à 128 °C) et mécaniques (module de Young = 20 à 1 200 MPa) ajustables. Le comportement mécanique de ces matériaux qui varie de celui d'élastomère souple à thermoplastique rigide a été valorisé avec succès pour l'élaboration d'adhésifs thermoplastiques thermofusibles (HMA). Les performances adhésives sont influencées par la polarité, la cristallinité et la capacité à générer des liaisons hydrogène. La stratégie thiol-ène a permis la synthèse de NIPU riches en soufre sans sous-produits d'urée, présentant une stabilité thermique, une flexibilité et une adhérence améliorées par rapport aux systèmes traditionnels. Un collage réactif a encore permis d'améliorer la résistance au cisaillement par recouvrement, supérieure à celle des HMA conventionnels. Toutes ces stratégies démontrent le potentiel des NIPU durables, adaptés aux applications d'adhésifs et d'élastomères et offrant des alternatives plus sûres aux polyuréthanes à base d'isocyanates.