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Description illustration de l'article Responsable de l’UE : Alain FRADET, Professeur UPMC
Coordinateur : François STOFFELBACH, UPMC

1. Descriptif de l’UE

Volumes horaires globaux : CM 44 h + Tutorat
Nombre de crédits de l’UE : 6 ECTS
Barème total/100 : Ecrits / 100

 

2. PrÉsentation pÉdagogique de l’UE

Description de l’UE

La mise au point de nouvelles méthodes de synthèse et la préparation de polymères à architectures complexes sont indispensables pour répondre aux besoins de nombreux domaines émergents ou à haute valeur ajoutée (environnement, aérospatial, santé,…). Cette UE permet aux étudiants d’élargir et d’approfondir les connaissances acquises les années précédentes en chimie des polymères en discutant l’état de l’art des connaissances scientifiques sur le contrôle des architectures macromoléculaires et les méthodes modernes de polymérisation.

 

Mots clÉs

Cinétique et mécanismes de polymérisation, architectures macromoléculaires, polymérisation radicalaire, polymérisations ioniques, polycondensation / polyaddition, polymérisations catalysées, polymères supramoléculaires.

 

Objectifs d’apprentissage

L’objectif principal de l’UE est de montrer comment le contrôle des réactions de polymérisation permet d'obtenir des structures et des architectures macromoléculaires parfaitement définies en utilisant un choix judicieux des systèmes amorceurs ou catalyseurs et des conditions expérimentales de synthèse. Après avoir suivi cet enseignement, les étudiants devraient pouvoir :

choisir des systèmes amorceurs/catalyseurs et des conditions expérimentales adaptées à la synthèse de polymères de structure donnée,

expliquer les grands principes du contrôle des polymérisations et savoir les appliquer à la synthèse d’architectures polymères variées,

prévoir les masses molaires moyennes et les indices de polymolécularités des polymères obtenus par les méthodes de polymérisation existantes,

expliquer comment la notion de polymère peut être étendue aux systèmes supramoléculaires et décrire les conditions de formation, les équilibres mis en jeu et les méthodes de caractérisation appropriées à ces systèmes.

comprendre et interpréter les données de la littérature scientifique sur la synthèse des polymères

 

ThÈmes abordÉs

Polymérisation radicalaire
Polymérisation radicalaire classique : Mécanismes et aspects cinétiques. Architectures.
Copolymérisation statistique : Modèle terminal, modèle pénultième, rapports de réactivité, composition instantanée et globale. Distribution des séquences. Aspects cinétiques.
Polymérisation radicalaire contrôlée : ATRP, RAFT, NMP et autres méthodes. Voies de greffage sur des supports.

Polycondensation et polyaddition
Chimie et méthodes de synthèse.
Distribution des masses molaires et masses molaires moyennes : cas général. Systèmes non-équiréactifs, contrôle cinétique de la régularité, copolycondensations et distribution des séquences, cyclisations et équilibres cycles-chaînes, réactions d’interéchange.
Copolymères à blocs, polymères hyperramifiés, polymères réticulés.

Polymérisations anioniques et cationiques
Polymérisations anioniques des monomères éthyléniques en milieu polaire et non polaire, polymérisations anioniques stéréospécifiques. Polymérisations cationiques des monomères éthylèniques. Polymérisations ioniques des hétérocycles. Architectures macromoléculaires en polymérisation anionique. Applications industrielles.

Polymérisation par coordination - Catalyse de polymérisation monosite
Principes essentiels de la polymérisation monosite, catalyseurs de type métallocène et leurs applications, catalyseurs post-métallocène, polymérisation de monomères polaires.

Chimie supramoléculaire appliquée aux polymères
Assemblages de polymères : Exemples de systèmes naturels (virus, actine) et de systèmes synthétiques (copolymères à blocs).
Assemblages de monomères : Les polymères supramoléculaires, concepts et exemples, influence de la force des interactions, techniques de caractérisation.

 

 

Langue d’enseignement

  • Cours et tutorat enseignés en français
Documents de cours : Français et anglais