Synthesis and characterization of new aliphatic polyketones from ketenes

Synthèse et caractérisation de nouvelles polycétones aliphatiques à partir des cétènes

Hanbin Wang (1)

1 PBS - Polymères Biopolymères Surfaces

The objective of this study is to synthesize new architectures of ketene-based aliphaticpolyketones, having a lower melting temperature than polydimethylketene, while maintaining a high degradation temperature, in order to widen the processing window. The synthesis of dimethylketene and / or ethylketene was succeeded by the pyrolysis of isobutyric and / or butyric anhydride at 625°C under 40 mbar. A random copolymer was first synthesized by the cationic copolymerization between dimethylketene and ethylketene, at -78 ° C; then using a Friedel-Craft initiator, a star-shaped polydimethylketene was obtained. These two polymers have reached the initial goal of this study: they possess a melting endotherm at about 180°C, a good thermal stability similar to polydimethylketene (Tdegradation = 300°C), and in particular, excellent oxygen barrier properties in wet atmosphere (up to 95% RH).

L’objectif de cette étude est de synthétiser de nouvelles architectures de polycétones aliphatiques à base de cétènes, possédant une température de fusion plus basse que le polydiméthylcétène, tout en conservant une température de dégradation élevée, afin d’élargir sa fenêtre de mise en œuvre.La synthèse du diméthylcétène et / ou de l’éthylcétène a été réalisée par pyrolyse de l’anhydride isobutyrique et/ou butyrique à 625°C sous 40 mbar. Un copolymère statistique a été d’abord synthétisé par copolymérisation entre le diméthylcétène et l’éthylcétène, par voie cationique à -78°C ; ensuite en utilisant un amorceur de Friedel-Craft, un polydiméthylcétène possédant une architecture étoilée a été obtenu. Ces deux polymères ont permis d’atteindre l’objectif initialement fixé : ils présentent un endotherme de fusion à environ 180°C, une bonne stabilité thermique similaire à celle du polydiméthylcétène (Tdégradation = 300°C), et en particulier, de très bonnes propriétés barrières à l’oxygène en milieu humide (jusqu’à 95% HR).

Mots clés: Ketenes; Dimethylketene; Ethylketene; Cationic polymerization; Polyketone; Thermal properties; Permeability

Mots clés: Cétènes; Diméthylcétène; Éthylcétène; Polymérisation cationique; Polycétone; Propriétés thermiques; Perméabilité

Domaines: Polymères

Hanbin Wang. Synthèse et caractérisation de nouvelles polycétones aliphatiques à partir des cétènes. Polymères. INSA de Rouen, 2013. Français. ⟨NNT : 2013ISAM0035⟩. ⟨tel-00973486⟩