FR2784114A1

FR2784114A1 - Materiaux polymeres absorbant les composes organophosphores. procede de synthese de ces materiaux. capteurs chimiques comprenant ces materiaux

Info

Publication number: FR2784114A1
Application number: FR9811684A
Authority: FR
Inventors: Jean Francois Lipskier; Caroline Demathieu; Evelyne Chastaing
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1998-09-18
Filing date: 1998-09-18
Publication date: 2000-04-07
Anticipated expiration: 2018-09-18
Also published as: FR2784114B1

Abstract

L'invention concerne des nouveaux polymères présentant une très forte affinité pour les composés organophosphorés utilisés notamment comme pesticide.Ces polymères sont des polymères à chaînes latérales de type polysiloxane, dont certaines chaînes latérales comprennent des groupements de type Cn H2n R [C(CH3 )2 OH] m - . L'invention concerne également des procédés de synthèse de ces polymères ainsi que des capteurs et notamment des capteurs à ondes acoustiques de surface comportant des films réalisés à partir des polymères de l'invention.

Description

MATERIAUX POLYMERES ABSORBANT LES COMPOSES
ORGANOPHOSPHORES. PROCEDE DE SYNTHESE DE CES
MATERIAUX. CAPTEURS CHIMIQUES COMPRENANT CES MATERIAUX
La présente invention concerne le domaine de la détection chimique, et plus particulièrement le domaine de la détection de composés organophosphorés. Certains de ces composés sont toxiques et sont utilisés comme pesticides. De ce fait, il est important de disposer de moyens pour les détecter, que ce soit en phase gazeuse (sous la forme de vapeurs) ou en phase liquide (sous la forme de solutions diluées). Il y aurait de nombreux avantages à pouvoir réaliser cette détection au moyen de capteurs chimiques miniaturisés. Par rapport à des instruments d'analyse chimique plus conventionnels, tels que les appareils de chromatographie et/ou de spectroscopie, de tels capteurs offriraient entre autres les bénéfices d'une masse et d'un encombrement réduits, d'un temps de réponse plus court, d'une plus grande robustesse, pour un coût beaucoup plus faible.

En général, la sélectivité d'un capteur chimique, c'est-à-dire sa capacité à discriminer une espèce chimique particulière, ou bien une classe de composés donnée, parmi les diverses espèces susceptibles de se trouver présentes dans le milieu à analyser, constitue un critère important.

Dans le cas de la détection de toxiques, on n'aura pas toujours intérêt à disposer de capteurs extrêmement sélectifs, au point de permettre l'identification précise d'une espèce chimique déterminée. On recherchera au contraire une identification générique, en termes de classes de composés. Une telle identification peut être obtenue au moyen d'un capteur mettant en oeuvre : - une couche d'un matériau absorbant, avec une certaine sélectivité, les différentes espèces appartenant à la classe de molécules que l'on souhaite détecter, et dont au moins une propriété physique est modifiée de façon commensurable à la quantité de molécules de ladite classe présentes dans le milieu extérieur ; - un dispositif permettant de convertir cette variation de la propriété physique en un signal utile, généralement un signal optique ou électrique.

L'une des principales difficultés dans ce domaine est de trouver un matériau absorbant présentant une affinité très forte pour la classe de molécules que l'on cherche à détecter (de façon à obtenir un capteur sensible), tout en ayant une affinité faible pour les autres classes de molécules qui seraient susceptibles d'interférer avec la mesure (de façon à obtenir un capteur sélectif).

Les composés organophosphorés généralement utilisés comme pesticides présentent des caractéristiques chimiques communes Ce sont des molécules polarisables et basiques au sens de la liaison hydrogène. Les polymères présentant des caractéristiques complémentaires, c'est-à-dire constitués de molécules à la fois polarisables et acides au sens de la liaison hydrogène sont donc de bons absorbants pour ces composés. Il est en particulier connu que les polymères comportant des groupements hexafluoro-1,1,1,3,3,3 hydroxy-2 propyle, présentent une très forte affinité pour des composés organophosphorés de ce type.

Par ailleurs, le temps de réponse d'un capteur étant souvent limité par la vitesse de diffusion du gaz dans le revêtement polymère, il est souhaitable, pour obtenir des temps de réponse faibles, d'utiliser des polymères ayant une température de transition vitreuse faible par rapport aux températures auxquelles le capteur peut être amené à fonctionner. De façon générale, il y aura avantage à choisir un polymère ayant une température de transition vitreuse très basse, et présentant de plus une bonne perméabilité aux gaz. Il est connu que des polymères du type poly(siloxane) répondent bien à ces critères. Abraham et al. ont décrit un polymère de ce type, et son utilisation pour la réalisation de capteurs (Mc. Gill, R A. ; Abraham, M.H. Grale, J. W., Chemtech (1994), 24, [9] 27-37 et Gale, J.W. ; Patrsch, S.J., Abraham, M.H , Analy. Chem (1995), 67 [13], 2162-2169). Ce polymère, désigné par le sigle SXFA, est obtenu par hydrolyse et poly-condensation du methylallyldichlorosilane, suivie de la substitution de l'hexafluoroacétone sur les groupements allyliques comme représenté en figure 1. Cette dernière réaction est effectuée en mettant le poly(methylallylsiloxane) en présence d'un large excès d'hexafluoroacétone (HFA) gazeuse dans un réacteur sous pression. Le taux de substitution ne peut donc guère être contrôlé de façon précise, ce qui peut entraîner une dispersion des propriétés d'un lot de polymère à un autre. Par ailleurs, le

SXFA présente des doubles liaisons carbone-carbone réactives. Ces liaisons réactives peuvent provoquer à la longue un vieillissement irréversible et une dégradation des propriétés du matériau. Enfin, l'hexafluoroacétone étant un composé dangereux (hautement toxique et corrosif) néfaste pour l'environnement, son utilisation en excès rend l'industrialisation du procédé difficile, donc coûteuse
Dans ce contexte, l'invention a pour objet une nouvelle famille de matériaux de types polysiloxanes présentant une affinité élevée pour les composés organophosphorés, en particulier pour les dérivés de l'acide phosphonique ou de l'acide phosphinique utilisés comme pesticide tout en ayant une affinité faible pour les autres classes de molécules.

Plus précisément, l'invention a pour objet un polymère à chaînes latérales, de type polysiloxane caractérisé en ce qu'au moins certaines chaînes latérales comprennent des groupements de type -CnH2nR[C(CF3)20H]m avec n # 2 m =1 ou 2
R étant un alkyle linéaire ou ramifié un aromatique substitué ou non par des alkyles ou des alkoxy
Les groupements des chaînes latérales étant saturés ou aromatiques, sont peu réactifs de sorte que les matériaux ainsi formés présentent une stabilité accrue par rapport au SXFA. De plus, selon la nature du groupement des chaînes latérales, il est possible de faire varier la polarisabilité et la dipolarité du matériau de façon à obtenir une plus ou moins grande sélectivité. Cette possibilité est avantageuse, car elle permet de réaliser des capteurs sensibles à une classe de composés plus ou moins étendue, en fonction des contraintes de l'application visée.

Selon des variantes de l'invention, ces polymères peuvent répondre aux formules chimiques suivantes

L'invention a aussi pour objet un procédé de synthèse d'un polymère à chaînes latérales de type polysiloxane caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - l'addition réductrice d'une oléfine terminale portant un ou plusieurs substituants hexafluoro-1,1,1,3,3,3 hydroxy-2 propyle sur du poly(méthylhydrosiloxane) en présence d'un catalyseur au platine
Selon une variante de l'invention, l'oléfine est obtenue par réaction d'un alcène et de l'hexafluoroacétone, en phase gazeuse.

Selon une autre variante de l'invention, l'oléfine est obtenue par réaction d'un dérivé organomagnésien et de l'hexafluoroacétone.

L'invention a également pour objet un capteur chimique de toxiques ou de pesticides organophosphorés comprenant un film de polymère selon l'invention et un dispositif capable de traduire une variation de propriété physique dudit film de polymère en un signal optique ou électrique.

Le dispositif peut avantageusement comprendre un ou plusieurs composants à ondes acoustiques, l'un au moins des composants étant recouvert d'un film comportant un polymère de l'invention. Dans ces cas, le capteur chimique est sensible à une vanation de masse qui induit nécessairement une variation au niveau de la propagation des ondes acoustiques
Le dispositif de mesure peut également être un dispositif optique sensible aux variations de l'indice de réfraction ou de l'épaisseur du film de matériau sensible, ou d'une combinaison de ces deux propriétés. Il peut s'agir par exemple d'un dispositif fondé sur la réflexion totale frustrée d'un

faisceau lumineux à l'interface entre un milieu transparent et un film de matériau sensible comportant le polymère de l'invention ou sur la résonance de plasmons de surface excités dans un film métallique compris entre un milieu transparent convenablement choisi et une couche de matériau sensible. Ces méthodes sont notamment décrites dans les références bibliographiques suivantes : Gas detection by means of surface plasmon resonance , Nylander, C. ;Liedberg, B. and Lind, T., Sens. Actuators, 3 (1982/83), 79- 88.

Vapour sensing by the technique of surface plasmon resonance , Jaggers, H.C. ; J. S. and Peacock, S.J., Anal Proc. 28 (1991),341-343.

A compact optical chemical sensor based on surface plasmon interrogation , De Maria, L. and Martinelli, M , Sens. Actuators A, 32 (1992), 710-712.

Planar and other waveguide refractive index sensors using metal cladding , Klainer, S.M. and Butler, M.S , U. S Patent 5,165,005 (1992).

Optical chemical sensors : Transductor and signal processing , Analyst, 118 (1993), 317-322.

Chemical and biochemical sensors based on interferometry at thin (multi-) layers , Gauglitz, G. ; Brecht, A ; G. and Nahm, W., Sens. Actuators B,11 (1993), 21-27.

Integrated optical sensors for halogenated and non- halogenated hydrocarbons , Gauglitz, G. and Ingenhoff, J , Sens. Actuators B,11 (1993), 207-212.

L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre non limitatif et grâce aux figures annexées parmi lesquelles - - la figure 1 illustre le schéma réactionnel d'un procédé de synthèse selon l'art connu d'un polysiloxane selon l'art connu ; - la figure 2 illustre le schéma réactionnel d'un procédé de synthèse d'un polymère selon l'invention ;

- la figure 3 illustre le schéma réactionnel d'un premier exemple de synthèse d'une oléfine utilisée dans la synthèse d'un polymère de l'invention ; - la figure 4 illustre le schéma réactionnel d'un deuxième exemple de synthèse d'une oléfine utilisée dans la synthèse d'un polymère de l'invention ; - la figure 5 illustre le schéma réactionnel d'un exemple de synthèse d'une oléfine utilisée dans la synthèse d'un polymère de l'invention, utilisant un organomagnésien ; - la figure 6 illustre un exemple de capteur chimique selon l'invention comportant un dispositif à ondes acoustiques de volume ; - la figure 7 illustre un exemple de capteur chimique selon l'invention comportant un dispositif à ondes acoustiques de surface, de type ondes de Rayleigh ; - la figure 8 illustre un exemple de capteur chimique selon l'invention comportant un dispositif à ondes de surface de type ondes de Lamb ; - la figure 9 illustre un premier exemple de capteur chimique selon l'invention comportant un dispositif à ondes de surface de type ondes de Love ; - les figures 10a et 10b illustrent un deuxième exemple de capteur chimique selon l'invention comportant un dispositif à ondes de surface, de type ondes de Love ; - la figure 11illustre l'évolution de la réponse en fréquence d'un exemple de capteur chimique selon l'invention exposé alternativement à l'air pur et à un agent de type diméthylméthylphosphonate.

De manière générale, le polymère à chaînes latérales de type polysiloxane peut avantageusement être obtenu par addition réductrice d'une oléfine terminale portant un ou plusieurs substituants hexafluoro- 1,1,1,3,3,3 hydroxy-2 propyle sur du poly(methylhydrosiloxane) en présence d'un catalyseur au platine comme illustré en figure 2.

L'oléfine terminale peut être préparée de diverses façons On peut par exemple faire réagir en phase gazeuse l'hexafluoroacétone et un

alcène tel que le propène ou le méthyl-2-propène comme illustré en figure 3.

La réaction du propène en excès avec l'hexafluoroacétone donne le trifluorométhyl-2 trifluoro-1,1,1, pentène-4 ol-2. De même, l'addition de l'hexafluoroacétone sur un excès de méthyl-2 propène donne le trifluoro-
1,1,1 tnfluorométhyl-2 [trifluoro-1,1,1 trifluorométhyl-2 hydroxy-2 propyl]-4 pentène-4 ol-2 (figure 4).

Ces oléfines, ainsi que de nombreuses autres oléfines du même type, peuvent aussi être avantageusement préparées par réaction d'un dérivé organo-magnésien adéquat sur l'hexafluoroacétone, suivie de l'hydrolyse de l'alcoolate intermédiaire comme l'illustre le schéma réactionnel de la figure 5.

L'addition réductrice des oléfines peut être effectuée en présence d'un catalyseur homogène tel que le complexe Ptdivinyltetraméthyldisiloxane (solution à 3 % dans le xylène, Hüls America Inc.). Alternativement, on peut utiliser un catalyseur supporté sur substrat solide, tel que le platine sur charbon actif (5 % ou 10 % Pt). Quoique moins actif que les catalyseurs homogènes mentionnés plus haut, ce dernier type de catalyseur présente l'avantage d'être facilement éliminé en fin de réaction.

Les polymères obtenus sont solubles dans un grand nombre de solvants organiques, en particulier dans l'éthanol. Afin de réaliser des capteurs, ils peuvent être avantageusement déposés en films minces par la technique connue de l'homme de l'art.

Exemple 1 de synthèse d'une oléfine par réaction d'un alcène et de l'hexafluoroacétone
Synthèse du trifluoro-1,1, 1 trifluorométhyl-2 pentène-4 ol-2
Un réacteur en acier inox d'une capacité de 300 ml préalablement dégazé sous flux d'azote, est chargé avec 41,4 g (0,25 mol) d'hexafluoroacétone et 14,34 g (0,34 mol) de propène. Les réactifs sont transférés dans le réacteur par l'intermédiaire d'une ampoule de pesée en acier inox munie de connecteurs rapides. L'ampoule est d'abord maintenue à une température inférieure à -80 C et connectée à la bouteille d'hexafluoroacétone, ce qui permet d'y condenser la quantité souhaitée de

gaz. Dans un second temps, l'ampoule est connectée au réacteur maintenu à -80 C et ramenée à température ambiante. De cette façon, l'hexafluoroacétone contenue dans l'ampoule va se condenser dans le réacteur L'opération est ensuite renouvelée pour le propène Le réacteur est alors porté à 170 C pendant 48 heures A l'issue de cette période, on laisse revenir à température ambiante, puis on laisse échapper avec précaution l'excès de propène n'ayant pas réagi avant d'ouvrir le réacteur On recueille le liquide contenant quelques cnstaux blancs en suspension. Le liquide est filtré et distillé à 90-92 C sous pression atmosphérique pour donner le trifluoro-1,1,1tnfluorométhyl-2 pentène-4 ol-2
Rendement 70 % Exemple 2 de synthèse d'une oléfine par réaction d'un organomagnésien et de l'hexafluoroacétone
Synthèse du p-(hexafluoro-1,1,1,3,3,3 hydroxy-2 propyl)styrène
1 g (5,5 mmol) de bromo-4 styrène, 5 ml de tétrahydrofurane sec (THF) 0,5 g de magnésium sont introduits dans un ballon bicol muni d'un agitateur, d'un réfrigérant et d'une ampoule à brome, préalablement séchés et dégazés à l'azote comme illustré en figure 5. Lorsque la réaction démarre (le mélange réactionnel devient vert au fur et à mesure que le dérivé organomagnésien se forme), le ballon est refroidi à l'aide d'un bain d'eau, et on ajoute 2,5 g de magnésium dans 10 ml de THF, puis goutte à goutte 16 g (115,5 mmol) de chloro-4 styrène en solution dans 25 ml de THF, en contrôlant la température à l'aide d'un bain d'eau additionnée de glace A la fin de l'addition, on laisse le mélange sous agitation pendant une heure. L'ampoule à brome est alors remplacée par un septum et le réfrigérant est refroidi à l'aide d'un mélange carboglace-acétone. A l'aide d'une canule traversant le septum, on fait barboter lentement 20,1 g (121 mmol) d'hexafluoroacétone dans la solution, de façon à maintenir un léger flux A la fin de l'addition, le mélange réactionnel est versé lentement sur un excès de glace pilée, puis hydrolysé avec 100 ml d'une solution d'acide chlorhydrique diluée. La phase huileuse surnageante est séparée, et la phase aqueuse extraite avec 2 fois 50 ml de chloroforme Les phases organiques sont rassemblées et les solvants volatils évaporés à l'évaporateur rotatif. Le

produit brut est additionné à 100 ml d'une solution de soude à 10 %. Le mélange est partiellement évaporé à l'évaporateur rotatif puis acidifié avec
100 ml d'acide chlorhydrique 2,5 M. La phase huileuse est séparée, la phase aqueuse extraite avec trois portions de 50 ml de chloroforme. Les phases organiques sont rassemblées, séchées sur sulfate de magnésium et évaporées. La séquence de lavage à la soude à 10 %, évaporation, acidification, extraction, séchage et évaporation est réitérée une nouvelle fois afin d'éliminer les dernières traces de tétrahydrofurane. Finalement, le produit est purifié par distillation sous vide pour donner 20,3 g (62,1 %) de p-(hexafluoro-1,1,1,3,3,3 hydroxy-2 propyl)styrène Exemple 3 de synthèse d'une oléfine par réaction d'un organomagnésien de l'hexafluoroacétone
Synthèse du trifluoro-1, 1, 1 trifluorométhyl-2 butène-3 ol-2
La synthèse est analogue à celle du composé précédent, excepté que le bromure de vinylmagnésium, en solution dans le tétrahydrofurane, est utilisé directement comme composé de départ.

Exemple 4 de synthèse de polysiloxane selon l'invention par addition du trifluoro-1,1,1 trifluorométhyl-2 pentène-4 ol-2 sur le poly(méthyl hydrosiloxane)
12,13 g de trifluoro-1,1,1 trifluorométhyl-2 pentène-4 ol-2, 0,023 g de Pt sur charbon actif (5 % Pt) et 20 ml d'éther sec sont placés dans un ballon tricol muni d'une entrée d'azote, d'un réfrigérant et d'une ampoule à brome. Le mélange est agité et dégazé sous flux d'azote, puis porté au reflux de l'éther. Le dégazage est interrompu et 3,5 g de poly(méthylhydrosiloxane) dissous dans 15 m d'éther sec sont introduits goutte à goutte Une fois l'introduction de réactif terminée , l'avancement de la réaction est suivi par spectrométrie I.R en observant la disparition du pic Si-H à 2160 cm-1. Le trifluorométhyl-2 tnfluoro-1,1,1 pentène-4 ol-2 étant très volatile, il peut être nécessaire d'en ajouter un léger excès, dissous dans un peu d'éther, en cours de réaction pour compenser les pertes par évaporation. Après 72 heures, le spectre IR montre que la totalité des

liaisons SI-H a disparu Le spectre de RMN 1H montre également que la réaction est terminée. Le mélange réactionnel est alors filtré sur membrane puis le solvant est évaporé à l'évaporateur rotatif, ainsi qu'un éventuel excès de trifluorométhyl-2 trifluoro-1,1,1 pentène-4 ol-2. Le polymère est alors placé pendant 48 heures dans une étuve à 60 C sous vide, afin d'éliminer les traces d'éther résiduelles.

Capteur chimique utilisant un polysiloxane à chaînes latérales selon l'invention et un dispositif à ondes acoustiques de volume
Le capteur chimique comprend un transducteur à ondes de volume, constitué d'un matériau piézoélectrique, il peut s'agir d'une plaquette de quartz, ou de tout autre matériau piézoélectrique, muni de deux électrodes E1 et E2 comme illustré en figure 6. Un film C de matériau sensible est déposé sur l'une des électrodes. Le capteur chimique ainsi élaboré constitue un résonateur dont la fréquence peut être mesurée.

L'absorption ou l'adsorption des molécules que l'on cherche à détecter sélectivement, au sein du matériau hôte se traduit par une augmentation de masse Am et conduit à une variation de fréquence de résonance du résonateur ainsi constitué.

Cette variation de fréquence est donnée en première approximation par l'équation de Sauerbrey suivante .

AF = - 2F 2 Am / pq vqA avec F fréquence du résonateur (Hz) pq densité du matériau piézoélectrique vq vitesse de propagation des ondes acoustiques (m/s)
A aire de la surface sensible (m2) Capteur chimique utilisant un polysiloxane à chaînes latérales selon l'invention et un dispositif à ondes acoustiques de surface
Le capteur chimique comprend un transducteur à ondes de surface constitué d'un matériau piézoélectrique, sur lequel sont déposées deux séries d'électrodes interdigitées SE, et SE2, entre lesquelles est déposée la couche de matériau sensible (C) comme illustré en figure 7.

L'ensemble constitue une ligne à retard, les ondes acoustiques émises par la première série d'électrodes SE, se propagent jusqu'à la seconde série d'électrodes SE2 avec un certain retard, se traduisant par une variation de phase. En recombinant le signal de sortie et le signal d'entrée, le signal de sortie étant amplifié et mis en phase avec le signal d'entrée, on réalise un circuit oscillant ayant une fréquence de résonance caractéristique f1. Lorsque les conditions de propagation des ondes acoustiques de surface sont modifiées entre les deux séries d'électrodes, la variation de phase induite n'est plus la même, et le circuit oscillant ne résonne plus à la même fréquence f1, mais résonne alors à la fréquence f'1.

Dans le capteur selon l'invention, l'analyse de la variation de fréquence permet de suivre la capture de molécules, par la couche sensible En effet, cette capture se traduit par une variation de masse qui génère une modification de la propagation des ondes acoustiques de surface.

Selon une autre variante, le capteur chimique selon l'invention peut avantageusement comprendre un transducteur à ondes de surface type ondes de Lamb générées par la présence d'une faible épaisseur de matériau piézoélectrique. La couche sensible peut être déposée à la surface du film mince de matériau piézoélectrique côté séries d'électrodes ou bien côté opposé à la série d'électrodes. Cette dernière variante présente l'avantage de permettre d'encapsuler l'ensemble du dispositif de façon que seul le matériau sensible soit en contact avec le milieu à analyser Ainsi, les électrodes métalliques, le matériau piézoélectrique et éventuellement l'électronique associée sont protégées contre des agressions chimiques qui pourraient se produire au contact de ce milieu.

La figure 8 illustre un exemple de dispositif obtenu par gravure anisotrope en face arrière d'un substrat de silicium sur lequel on a préalablement déposé une couche d'arrêt d'attaque de nitrure de silicium et une couche de matériau piézoélectrique d'oxyde de zinc ou de nitrure d'aluminium , séparées par un film d'aluminium L'épaisseur de la membrane ainsi réalisées est de l'ordre de 3 m.

Selon une autre variante de l'invention, le capteur chimique comprend un transducteur à ondes acoustiques de surface type ondes de

Love, se propageant au sein d'un matériau intermédiaire (couche C1) situé entre le matériau piézoélectrique et la couche sensible (C), matériau intermédiaire dans lequel la vitesse de propagation des ondes acoustiques est inférieure à celle des ondes acoustiques dans le matériau piézoélectrique Ce matériau intermédiaire peut typiquement être de la silice, un métal ou un polymère (Stevenson, A.C. ; Gizeli, F , Goddard, N.J. and Love C.R. ; Sens Actuators B. ; 13-14(1993), 636-637) (figure 9).

La couche intermédiaire peut être remplacée par une structure réseau métallique utilisée pour confiner l'onde acoustique à la surface du matériau piézoélectrique. Un tel dispositif est représenté schématiquement sur les figures 10a et 10b. Dans ce cas, une très fine couche de silice peut être déposée sur le matériau piézoélectrique sur lequel ont été préalablement réalisées les deux séries d'électrodes interdigitées (SE,, SE2) ainsi que la structure réseau (#m). Cette couche de silice peut être obtenue par pulvérisation ou par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma, elle a pour fonction de favoriser l'adhérence de la couche sensible Exemple de réalisation d'un capteur chimique à ondes de Rayleigh
Deux lignes à retard à ondes acoustiques de surface (ondes de Rayleigh) sont fabriquées à partir d'une plaquette de quartz (coupe ST), sur laquelle sont déposées des électrodes d'aluminium en peignes interdigités par évaporation, le pas des électrodes est choisi de façon que les lignes à retard aient une bande passante centrée à 98 5 MHz. L'une des lignes à retard est recouverte (par la technique de spray coatmg ) d'un film de matériau du type sensible défini précédemment L'autre ligne à retard est masquée pendant le dépôt, afin de servir de référence La surface du quartz destinée à être recouverte de polymère est préalablement fonctionnalisée au moyen d'un organosilane (par exemple l'amino-3 propyl triéthoxysilane), afin de favoriser l'adhérence du film polymère.

Chacune des deux lignes à retard est insérée dans un montage en oscillateur comprenant notamment un amplificateur RF à gain variable et un dispositif de contrôle automatique du gain Le dispositif comprend en outre un mélangeur de fréquence associé à un filtre passe-bas, qui délivre

un signal dont la fréquence correspond à la différence Af entre les fréquences des deux oscillateurs.

Dans un exemple typique, un capteur a été réalisé comme décrit ci-dessus. Une couche du polymère de l'invention a été déposée sur l'une des lignes à retard du dispositif à ondes acoustiques de surface. L'épaisseur de cette couche est mesurée par le décalage de fréquence qu'elle introduit entre les deux oscillateurs, qui vaut typiquement 50 kHz dans cet exemple.

La figure 11 montre l'évolution de la réponse Af du capteur, exposé alternativement à de l'air pur et à du diméthyl méthylphosphonate (DMMP) à diverses concentrations. La courbe en trait plein représente la réponse du capteur au cours du temps (le décalage de 50 kHz dû à l'épaisseur de polymère déposé a été soustrait). La courbe en trait interrompu représente l'évolution de la concentration en DMMP durant la même période Cette figure met en évidence l'excellente sensibilité du capteur aux composés organophosphorés.

Claims

REVENDICATIONS

1 Polymère à chaînes latérales, de type polysiloxane caractérisé en ce qu'au moins certaines chaînes latérales comprennent des groupements de type : -CnH2nR[C(CF3)20H]m avec n # 2 m=1 ou2

R étant un alkyle linéaire ou ramifié un aromatique substitué ou non par des alkyles ou des alkoxy

2. Polymère à chaînes latérales de type polysiloxane selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il répond à la formule chimique suivante :

p : nombre d'unités monomères

3. Polymère à chaînes latérales de type polysiloxane selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il répond à la formule chimique suivante :

4. Polymère à chaînes latérales de type polysiloxane selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il répond à la formule chimique suivante :

6. Procédé de synthèse d'un polymère selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - l'addition réductrice d'une oléfine terminale portant un ou plusieurs substituants hexafluoro-1,1,1,3,3,3 hydroxy-2 propyle sur du polyméthylhydrosiloxane en présence d'un catalyseur au platine.

5. Polymère à chaînes latérales de type polysiloxane selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des chaînes latérales comportant des groupements de type -H,-CH3, -CH=CH2

7. Procédé de synthèse d'un polymère selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend la réaction d'un alcène et de l'hexafluoroacétone, en phase gazeuse pour obtenir l'oléfine.

8. Procédé de synthèse d'un polymère selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend la réaction d'un dérivé organo-magnésien et de l'hexafluoroacétone, suivie de l'hydrolyse de l'alcoolate intermédiaire pour obtenir l'oléfine.

9. Procédé de synthèse selon la revendication 6, caractérisé en ce que le catalyseur au platine est le complexe Pt- divmyltétraméthyldisiloxane.

10. Procédé de synthèse selon la revendication 6, caractérisé en ce que le catalyseur au platine est une solution d'acide chloroplatinique.

13. Capteur chimique de composés organophosphorés selon la revendication 12, caractérisé en ce que le dispositif comporte un ou plusieurs composants à ondes acoustiques, l'un au moins de ces composants étant recouvert d'un film de matériau comportant les polymères à chaînes latérales de type polysiloxane.

12. Capteur chimique de composés organophosphorés, comprenant un film de matériau comportant un polymère selon l'une des revendications 1 à 5, et un dispositif capable de traduire une variation de propriété physique dudit film en un signal optique ou électrique

11. Procédé de synthèse selon la revendication 6, caractérisé en ce que le catalyseur est du platine supporté sur charbon actif