Lumière sur les procédés de synthèse des latex de polymères

Développement durable Résultats scientifiques

Dans le but de rendre les procédés de synthèse des latex de polymères moins énergivores, des chimistes du CNRS étudient la possibilité de déclencher les réactions de polymérisation de ces systèmes par la lumière visible plutôt que la chaleur. C’est chose faite pour le polystyrène. Dans une étude parue dans la revue Angewandte Chemie International Edition, des particules sphériques de polymère de tailles contrôlées allant jusqu’au micron ont pu être obtenues sous irradiation lumineuse.

Largement utilisés dans les formulations adhésives ou cosmétiques et dans les peintures et autres revêtements, les latex synthétiques représentent un marché de plusieurs milliards de dollars. Ces latex sont des suspensions de particules sphériques de polymères dans un solvant, généralement de l’eau. En séchant, ils produisent des films uniformes de plastiques qui peuvent être plus ou moins souples, transparents ou opaques en fonction du polymère qui se trouve à l’intérieur des particules. Ces particules sont obtenues par des réactions de polymérisation généralement déclenchées par la chaleur et en milieux dispersé. Selon l’état initial du système (homogène ou hétérogène) et le lieu d’amorçage de la polymérisation (phase continue ou gouttelettes de monomère), on parle de polymérisation en suspension, dispersion ou (mini)émulsion. Comme pour beaucoup d’autres procédés de synthèse énergivores, de nombreux efforts de recherche se concentrent sur l’utilisation de la lumière plutôt que de chaleur pour déclencher ces réactions de polymérisation.

Des chimistes des laboratoires Catalyse, polymérisation, procédés et matériaux (CNRS/Université Claude Bernard Lyon 1/CPE Lyon), Hydrazines et composés énergétiques polyazotés (CNRS/Université Claude Bernard Lyon 1/CNES/ArianeGroup), et de l'Institut de science des matériaux de Mulhouse (CNRS/Université Haute Alsace) ont récemment décrit un système efficace de polymérisation en émulsion amorcée grâce à la lumière visible pour produire des latex de polystyrène. Néanmoins, cette technique de polymérisation ne permet pas de dépasser des tailles de particules de quelques centaines de nm.

Dans une nouvelle étude récemment parue dans la revue Angewandte Chemie International Edition, les mêmes chercheurs sont à présent parvenus à produire des latex de polystyrène stables avec des tailles de particules allant jusqu’au micron. La polymérisation, réalisée en milieu dispersé et sous irradiation de lumière visible, utilise un amorceur photosensible qui est soluble dans le solvant, ici un mélange d’eau et éthanol. Ce procédé peu énergivore pour produire des grandes particules de polystyrène de taille uniforme pourrait trouver de nombreuses applications dans le secteur biomédical (supports de réactifs de diagnostic, imagerie), en reprographie dans les formulations d’encres et de toners ou pour l’instrumentation analytique (phases stationnaires pour chromatographie, étalons de granulométrie).

Rédacteur: AVR

Un nouveau système d'amorçage photosensible pour la polymérisation de latex de polystyrène grâce à la lumière visible. © Rémi Canterel et al.

Référence

Visible-Light Initiated Dispersion Photopolymerization of Styrene
Dr. Rémi Canterel, Prof. Jacques Lalevée, Dr. Elodie Bourgeat-Lami, Dr. Emmanuel Lacôte, Dr. Muriel Lansalot
Angewandte Chemie International Edition 2023

https://doi.org/10.1002/anie.202309674

Contact

Muriel Lansalot
Chercheuse au laboratoire Catalyse, polymérisation, procédés et matériaux (CNRS/CPE Lyon/Université Claude Bernard)
Elodie Bourgeat-Lami
Chercheuse au laboratoire Catalyse, polymérisation, procédés et matériaux (CNRS/CPE Lyon/Université Claude Bernard)
Emmanuel Lacôte
Chercheur, Laboratoire hydrazines et composés énergétiques polyazotés (CNRS/Université Claude Bernard/Centre national d'études spatiales/ArianeGroup)
Jacques Lalevée
Chercheur, Institut de Science des Matériaux de Mulhouse (CNRS/UHA)
Communication CNRS Chimie