Étude de la transformation carbonyle d'un copolymère contenant une fonction ester pendant

Le poly(méthacrylate de méthyle) (PMMA) est un thermoplastique largement utilisé en raison de sa facilité de mise en œuvre et de sa biocompatibilité. Cependant, son caractère intrinsèquement fragile limite son application et nécessite la mise en place de stratégie de modification du matériau telles que la copolymérisation avec des caoutchoucs souples comme le polyisobutylène (PIB). Les méthodes de copolymérisation conventionnelles nécessitent des conditions strictes, notamment la purification des co-monomères sous atmosphère inerte. Dans cette étude, une nouvelle voie de post-polymérisation a été explorée pour synthétiser du PMMA-co-PIB par désoxygénation du PMMA. Le processus de désoxygénation vise à réduire les groupes esters pendants du PMMA en fragments hydrocarbonés à l'aide de 1,1,3,3-tétraméthyldisiloxane (TMDS) comme agent réducteur et de tris(pentafluorophényl)borane (B(C6F5)3) comme catalyseur. La réaction a été menée à température ambiante et à pression atmosphérique, offrant une alternative simplifiée et accessible aux voies de synthèse traditionnelles. La caractérisation de la structure des copolymères obtenus par spectroscopies 1H RMN et FTIR a confirmé la réussite de la modification chimique. Les spectres 1H RMN ont montré l'apparition de nouvelles résonances méthyle et méthylène à 1,2 et 1,4 ppm, respectivement, tandis que le spectre FTIR a montré une réduction significative de la bande stretching C=O de l'ester à 1724 cm-1, indiquant la conversion du groupe ester. L'effet de la concentration du catalyseur a été examiné en utilisant 1 %, 2 % et 5 % de B(C6F5)3 par rapport à la teneur en PMMA. Une désoxygénation optimale a été obtenue avec 5 % de B(C6F5)3 et 5 équivalents de TMDS. De plus, l'influence de la température et de la durée de la réaction a été étudiée à température ambiante, à 50 °C et à 70 °C pendant des durées de 1, 2 et 3 jours. Le degré de désoxygénation le plus élevé (48,2 %) a été obtenu après un jour à température ambiante. Les analyses thermiques et mécaniques ont révélé que l'incorporation de segments PIB dans la chaîne principale du PMMA modifiait considérablement les propriétés du matériau. La température de transition vitreuse (Tg) du PMMA décroit de 115,6 °C à 83,7 °C après modification, et le module d’élasticité passe de 3,40 GPa à 1,29 GPa, ce qui indique une amélioration de la flexibilité et de la résistance. De plus, la désoxygénation a été appliquée à des copolymères de PMMA avec du polystyrène (PMMA-block-PS et PMMA-random-PS). Les matériaux obtenus ont présenté un abaissement de la Tg, attribué à l'incorporation de segments PIB par clivage des esters. L'analyse par chromatographie par perméation de gel (GPC) a montré une réduction du poids moléculaire du PMMA-co-PS désoxygéné, ce qui confirme la survenue d'un clivage des esters pendant la désoxygénation. Ces travaux démontrent une approche post-polymérisation simple et efficace pour produire des copolymères à base de PMMA dans des conditions douces. Les matériaux PMMA-co-PIB obtenus présentent une résistance accrue et une Tg plus faible, ce qui en fait des candidats appropriés pour des applications avancées dans les dispositifs médicaux et des matériaux de revêtement à haute performance.