"PROCEDE POUR LA POLYMERISATION RADICALAIRE CONTROLEE"
La présente invention est relative à un procédé pour la fabrication d'un polymère ou d'un copolymère par polymérisation radicalaire d'au moins un monomère insaturé en présence d'un stabilisant
Le caractère "vivant" d'un procédé de polymérisation, c'est à dire une polymérisation ayant eu en l'absence de réactions de terminaison ou de réactions de transfert, permet le contrôle des paramètres moléculaires du polymère synthétisé, en particulier la masse moléculaire ainsi que la distribution des masses moléculaires, la préparation de polymères fonctionnalisés en bout de chaîne, tels que les macromonomères, la synthèse de copolymères séquences, tels que les biséquencés, tπséquencés ou les multiséquencés Chaque séquence peut être composée d'un monomère de nature différente Dans ce cas, le copolymère, ainsi obtenu, exhibe des propriétés spécifiques, qui ne sont pas observées dans le cas des copolymères statistiques équivalents En particulier, ces copolymères séquences peuvent agir comme agents d'interface, fort utilisés pour rehausser i) les propriétés des mélanges de polymères incompatibles, n) la stabilisation des dispersions de pigments ou de charges minérales en solution ou dans des matrices polymères, m) la stabilité des émulsions
Les polymérisations soit par voie anionique soit par voie cationique peuvent être réalisées dans des conditions (température, solvant, purification des monomères ) telles qu'elles procèdent de "manière vivante" Cependant, les conditions drastiques requises, tout particulièrement au niveau de la purification des réactifs et des très basses températures nécessaires (- 78°C), ont un caractère prohibitif pour tout
développement industriel à grande échelle. En plus de ces restrictions, les polymérisations anioniques ou cationiques sont limitées à une gamme restreinte de monomères. Une gamme plus étendue n'est accessible que via des réactions de transformation d'un type de polymérisation vers un autre. Ces réactions sont assez fastidieuses et souffrent des mêmes contraintes que les polymérisations anioniques et cationiques.
Par contre, la polymérisation radicalaire permet la polymérisation d'une large gamme de monomères. De plus, elle est peu sensible aux impuretés et tout à fait insensible à la présence d'eau. Elle ne requiert pas de très basses températures, telles que -78°C, comme c'est fréquemment le cas pour les polymérisations anioniques et cationiques. Malheureusement en polymérisation radicalaire classique, l'ajout séquence des monomères produit non pas le copolymère séquence désiré, mais bien un mélange d'homopolymères. En effet, étant donné la très courte durée de vie des radicaux, les chaînes en propagation du premier monomère ne sont plus actives lors de l'ajout du second monomère, dont la polymérisation est alors amorcée par des radicaux fraîchement générés. Il y a donc un besoin évident de pouvoir contrôler la polymérisation radicalaire de telle sorte qu'elle puisse être menée de manière "vivante". Comme décrit dans le brevet USA-A-4.581 ,429 et la demande de brevet international PCT/US93/09335, ce but peut être atteint par l'ajout de stabilisants de radicaux tels que les nitroxydes. L'équilibre (A) entre les chaînes coiffées par cet agent (espèce dormante) et les chaînes non-coiffées, (espèce active), qui peuvent elles propager, peut être déplacé en changeant soit la température, soit la quantité molaire relative entre le stabilisant et l'amorceur radicalaire (schéma 1 ).
![Figure imgf000005_0001](https://patentimages.storage.googleapis.com/00/dd/29/883acbc68fe91e/imgf000005_0001.png)
2 BzO Radical libre stable
A
Espèce active
Schéma 1
Typiquement, dans le cas du tempo (2,2,6,6- tétraméthylpipéridin-1 -yloxyl) et de ses dérivés, une température d'au moins 80°C (US-A-4.581 ,429) et préférentiel lement supérieure à 100°C (demande de brevet international PCT/US93/09335) est requise pour assurer la propagation. Par contre, une température inférieure bloque toute propagation.
Un des buts essentiels de la présente invention est de proposer un procédé permettant de remédier d'une manière efficace et économiquement justifiée à cet inconvénient.
A cet effet, suivant l'invention, on fait usage d'un stabilisant répondant à la formule générale I suivante :
Formule J
dans laquelle (Z)
m est égal à C, S, O, N ou Se avec le m variant de 4 à 7 et indiquant le nombre d'atomes dans le cycle aromatique principal de la formule I , (R)
n est un radical alkyle (Cι-C
20), alkényle (Cι-C
20) ou alkynyle (C1-C20), ces radicaux pouvant être substitués par une ou plusieurs fonctions soit identiques soit différentes, telles que COOH, COOR, COH, CONR
2, CONH
2, OH, OR, NR
2, CN, N0
2, F, Cl, Br, I, SH, SR, S0
3H, S0
3R, P0
3H
2, P0
3R
2, un cycle aromatique (C
4-Cι
∞), tel que benzène, naphthalène, phénanthrène, anthracèπe, pyrène et leurs dérivés, ce cycle pouvant contenir un ou plusieurs hétéroatome, tels que N, S, Se, O, P, comme le thiophène, la pyπdine, le furanne, le dioxane et leurs dérivés, avec n pouvant varier de 0 à m et indiquant le nombre de substitutions sur (Z)
m, si n est supérieur à 1 , R-, à R
n pouvant être identiques ou différents, dans le cas d'un substituant formé par un cycle aromatique, celui-ci pouvant former une ou plusieurs liaisons avec le cycle aromatique principal de la formule I et même avoir un ou plusieurs atomes en commun, comme des dérivés de quinoléine et, dans le cas d'un substituant formé d'un des radicaux alkyle, alkényle ou alkynyle, celui-ci pouvant former plusieurs liaisons avec le cycle principal de la formule I, comme le benz(g)ιsoquιnoléιπe-5,10-dιone , X est égal à N, P, As S ou B, et Y est égal à O, S, Se ou R D'une façon tout à fait imprévisible, il a été constaté qu'en faisant usage d'un stabilisant répondant à la formule I précitée il était possible de réaliser la réaction de polymérisation radicalaire d'une manière entièrement contrôlée à des températures de l'ordre de 50°C et même à la température ambiante Ceci pourrait éventuellement s'expliquer si on admet que ces stabilisants permettent de réaliser la polymérisation suivant un mécanisme entièrement différent du mécanisme classique, à savoir
![Figure imgf000008_0001](https://patentimages.storage.googleapis.com/79/84/22/1c68a7564affad/imgf000008_0001.png)
Stabilisant ( Amorceur)
CH,
CH, CH -
Schéma 2
Ce mécanisme potentiel serait valable pour les stabilisants correspondant à la formule générale I, quelque soit le monomère vinylique précédemment cité
Ainsi, la présente invention consiste en l'usage de stabilisants de radicaux correspondant à la formule générale I pour le contrôle de la polymérisation radicalaire de tout monomère capable de polyméπser par voie radicalaire Ceci comprend entre autres, mais sans aucun caractère limitatif, le styrène et ses dérivés, les acrylates, les méthacrylates, les vinyl- pyndines, l'acétate de vmyle, l'acrylonitrile, les halogénures de vinyle,
l'isobutylène, le butadiène ainsi que tout diène conjugué, les oléfines telles que l'éthylène Plus particulièrement, l'utilisation de ce stabilisant permet de synthétiser de manière contrôlée à des températures raisonnables, de l'ordre de la température ambiante jusqu'à 80°C, i) des homopolymères de (méth)acrylates, styrène, diènes, monomères vinyliques tels que l'acétate de vinyle, le chlorure de vinyle , n) leurs copolymères statistiques ainsi que m) leurs copolymères séquences, tels que les bi-, tri- et multisequences, ou greffés
Le procédé de polymérisation suivant l'invention consiste avantageusement à faire réagir un amorceur radicalaire, le stabilisant et le monomère ou comonomere (cfr schéma 2) Comme alternative, l'ajout du monomère peut être retardé un certain temps après l'addition du stabilisant La polymérisation peut être réalisée en masse, en émulsion, en suspension ou en solution dans un solvant tel que le toluène, le dioxanπe, l'acétonitrile ou l'eau La réaction est menée en général à une température inférieure à 100°C, préférentiel lement entre la température ambiante et 60°C L'amorceur peut être tout amorceur radicalaire capable d'amorcer une polymérisation radicalaire, par exemple les peroxydes, tels que le peroxyde de benzoyle, les amorceurs azoïques, tels que l'azobisisobutyronitπle, et les amorceurs rédox Le polymère formé peut être récupéré avant ou après purification Comme alternative, un autre ajout de monomère peut être réalisé Cette opération peut être répétée à souhait Dans le cas où les monomères sont différents à chaque ajout, des copolymères multisequences peuvent être synthétisés Comme alternative, les copolymères linéaires, en étoile, tπséquencés ou multisequences symétriques peuvent être synthétisés à partir d'amorceurs di- et multifonctionnels ou de stabilisants multifonctionnels
Comme autre alternative, les divers monomères peuvent être mélangés au préalable et ensuite polyméπsés suivant la méthode décrite
précédemment La distribution relative des monomères dans les chaînes polymères dépend de leur rapport de réactivité relative Ce rapport de réactivité relative peut être modifié en choississaπt de manière appropriée la température, le solvant et le stabilisant de telle sorte qu'il soit différent de celui obtenu par polymérisation radicalaire classique
En plus de permettre la synthèse de copolymères séquences et la modification des rapports de réactivité relative, le choix du dérivé approprié, en accord avec la formule générale I, en combinaison avec la température et le solvant appropriés permet de moduler la tacticité des polymères synthétisés de telle manière qu'elle diffère de celle obtenue par polymérisation radicalaire classique La modification de la tacticité est de la plus haute importance au niveau industriel, puisque cela signifie que la température de transition vitreuse peut être modifiée La température d'utilisation des matériaux produits peut donc être modifiée et augmentée La publication de T Sato et Coll rapporte l'amorçage de la polymérisation de l'acrylonitπle dans la diméthylformamide, par des ions amhnium contenant une liaison R3N(+)-0-C(0)-R' Ces ions peuvent être obtenus par réaction de la N-oxyde de 2-pιcolιne avec l'acétate de picryle II est montré que l'ion anilimum résultant, à savoir le picrate de l-acétoxy-2- méthyipyπdimum, peut se décomposer homolytiquement en radicaux libres capables d'amorcer la polymérisation radicalaire de l'acrylonitrile dans une gamme de température entre 60 et 90CC
L'objectif de cette publication est de démontrer l'activité de ces ions anilimum au niveau de l'amorçage de la polymérisation de l'acrylonitrile et le caractère radicalaire de celle-ci Aucun contrôle de la polymérisation n'est observé étant donné que la masse moléculaire des polyacrylonitπles n'est pas influencée par la concentration en amorceur
En conséquence, l'objet de l'invention se distingue de ces résultats par le fait que les espèces de type N-oxyde de pyπdine,
dénommées "stabilisants", ne contribuent pas à la génération de l'amorceur radicalaire, mais bien à la stabilisation du radical en croissance. Donc, en plus du "stabilisant", un amorceur radicalaire, c'est-à-dire un précurseur de radicaux, doit être introduit dans le milieu de polymérisation. Par un choix adéquat du rapport molaire "stabilisant'Vamorceur, il est possible de contrôler la polymérisation de différents monomères vinyliques à une température comprise entre 20 et 100°C. Exemples
Toutes les polymérisations mentionnées ci-dessous sont menées dans des réacteurs clos sous atmosphère inerte, à savoir sous azote. Les polymères synthétisés sont caractérisés par GPC (Gel Permeation Chromatography - Chromatographie de perméation) calibré avec des standards de polystyrène. La tacticité est déterminée par RMN-1H et la température de transition vitreuse par DSC (Differential Scanning Calorimetry - Calorimétrie différentielle).
Exemple I : polymérisation du methacrylate de méthyle enj'absence de stabilisant dans le toluène
0,3775 g de peroxyde de benzoyle (1 ,56 mmol) est mis en solution dans 30 ml de toluène. Après dégazage de la solution, le réacteur est placé sous azote et chauffé à 50°C. Après une heure, 3,744 g de methacrylate de méthyle (MMA) (37,44 mmol) sont ajoutés. Après deux heures de polymérisation, un aliquot est prélevé et ensuite 3,744 g MMA sont à nouveau ajoutés au milieu réactionnel. Après 24 h, un aliquot est prélevé et ensuite 3,744 g MMA sont à nouveau ajoutés. Après 24 heures supplémentaires de polymérisation, le chauffage est coupé et le réacteur est ouvert. Les caractéristiques moléculaires du polymère récupéré par évaporation du solvant sont reprises dans le tableau I. Le rendement global est de 68 %.
Tableau I
a) f est calculé comme suit f = môle de monomère * masse moléculaire du monomère * conversion /
(2*môle d'amorceur * MnGpc)
Mn masse moléculaire moyenne en nombre
Mw masse moléculaire moyenne en poids
Mw/Mn polydispersité ou distribution moléculaire Exemple II polymérisation du methacrylate de méthyle en présence du stabilisant dans le toluène
0,3775 g de peroxyde de benzoyle (1 ,56 mmol) et 0,15 g de
N-oxyde de 4-méthoxypyπdιne (1 ,2 mmol) sont mis en solution dans 30 ml de toluène Après dégazage de la solution, le réacteur est placé sous azote et chauffé à 50°C Après une heure, 3,744 g de methacrylate de méthyle
(MMA) (37,44 mmol) sont ajoutés Après deux heures de polymérisation, un aliquot est prélevé et ensuite 3,744 g MMA sont à nouveau ajoutés Après
24 h, un aliquot est prélevé et ensuite 3,744 g MMA sont à nouveau ajoutés
Après 24 heures supplémentaires, le chauffage est coupé et le réacteur de polymérisation est ouvert Les caractéristiques moléculaires du polymère récupéré par evaporation du solvant sont reprises dans le tableau II Le rendement global est de 78 %
A chaque ajout supplémentaire de MMA, l'analyse GPC révèle une reprise quantitative par chacune des chaînes de PMMA
préformées, tel que l'indique l'augmentation systématique de la Mn et la constance de la polydispersité
Tableau II
Exemple III polymérisation du MMA en présence du stabilisant dans l'acétate d'éthyle
0,075 g de peroxyde de benzoyle (0,31 mmol) et 0,03 g de N- oxyde de 4-méthoxypyπdιne (0,4 mmol) sont mis en solution dans 10 ml d'acétate d'éthyle Après dégazage de la solution, le réacteur est placé sous azote et chauffé à 50°C Après une heure, 0,936 g de methacrylate de méthyle (MMA) (9,36 mmol) sont ajoutés Après 24 heures de polymérisation, un aliquot est prélevé et ensuite 0,936 g MMA sont à nouveau ajoutés Après 24 h, un aliquot est prélevé et ensuite 0,936 g MMA sont à nouveau ajoutés Après 24 heures supplémentaires, le chauffage est coupé et le réacteur de polymérisation est ouvert. Les caractéristiques moléculaires du polymère récupéré par évaporation du solvant sont reprises dans le tableau III Le rendement global est de 78 %
A chaque ajout supplémentaire de MMA, l'analyse GPC révèle une reprise quantitative par chacune des chaînes de PMMA préformées, tel que l'indique l'augmentation systématique de la Mn et la constance de la polydispersité
Tableau
Exemple IV influence de la quantité relative de stabilisant
0,075 g de peroxyde de benzoyle (0,31 mmol) et 0,026 g de N-oxyde de 4-méthoxypyπdιne (0,21 mmol) sont mis en solution dans 10 ml de toluène Après dégazage de la solution, le réacteur est placé sous azote et chauffé à 50°C Après une heure, 0,936 g de methacrylate de méthyle (MMA) (9,36 mmol) sont ajoutés Après 24 heures de polymérisation, un aliquot est prélevé et ensuite 0,936 g MMA sont à nouveau ajoutés Après 24 h, un aliquot est prélevé et ensuite 0,936 g MMA sont à nouveau ajoutés Après 24 heures supplémentaires le chauffage est coupé et le réacteur de polymérisation est ouvert Les caractéristiques moléculaires du polymère récupéré par évaporation du solvant sont reprises dans le tableau IV Le rendement global est de 63
Tableau IV
Exemple V : influence de la quantité relative de stabilisant
0,075 g de peroxyde de benzoyie (0,31 mmol) et 0,010 g de N-oxyde de 4-méthoxypyridine (0,08 mmol) sont mis en solution dans 10 ml de toluène. La polymérisation est réalisée dans les mêmes conditions que pour l'exemple IV. Les caractéristiques moléculaires du polymère récupéré par évaporation du solvant sont reprises dans le tableau V. Le rendement global est de 71 %.
Tableau V
Exemple VI : influence de la quantité relative de stabilisant 0,075 g de peroxyde de benzoyie (0,31 mmol) et 0,005 g de
N-oxyde de 4-méthoxypyridine (0,04 mmol) sont mis en solution dans 10 ml de toluène. La polymérisation est réalisée dans les mêmes conditions que pour l'exemple IV. Les caractéristiques moléculaires du polymère récupéré
par évaporation du solvant sont reprises dans le tableau VI. Le rendement global est de 85 %.
Tableau VI
Exemple Vil : influence de la quantité relative de stabilisant
0,15 g de peroxyde de benzoyie (0,62 mmol) et 0,005 g de N- oxyde de 4-méthoxypyridine (0,04 mmol) sont mis en solution dans 10 mi de toluène. La polymérisation est réalisée dans les mêmes conditions que pour l'exemple IV. Les caractéristiques moléculaires du polymère récupéré par évaporation du solvant sont reprises dans le tableau VII. Le rendement global est de 83 %.
Tableau VII
Exemple VIII : influence de la quantité relative de stabilisant
0,5 g de peroxyde de benzoyie (1 ,55 mmol) et 0,005 g de N- oxyde de 4-méthoxypyridine (0,04 mmol) sont mis en solution dans 10 ml de toluène. La polymérisation est réalisée dans les mêmes conditions que pour l'exemple IV. Les caractéristiques moléculaires du polymère récupéré par évaporation du solvant sont reprises dans le tableau VIII. Le rendement global est de 100 %.
Lorsque le rapport amorceur/stabilisant devient trop important, le contrôle est donc perdu.
Tableau VIII
Exemple IX : influence de la structure du stabilisant
0,075 g de peroxyde de benzoyie (0,31 mmol) et 0,023 g de N-oxyde de pyridine (0,24 mmol) sont mis en solution dans 10 ml de toluène. La polymérisation est réalisée dans les mêmes conditions que pour l'exemple IV. Les caractéristiques moléculaires du polymère récupéré par évaporation du solvant sont reprises dans le tableau IX. Le rendement global est de 97 %.
Tableau IX
Exemple X : influence de la structure du stabilisant
0,075 g de peroxyde de benzoyie (0,31 mmol) et 0,029 g de N-oxyde de 4-cyanopyridine (0,24 mmol) sont mis en solution dans 10 ml de toluène. La polymérisation est réalisée dans les mêmes conditions que pour l'exemple IV. Les caractéristiques moléculaires du polymère récupéré par évaporation du solvant sont reprises dans le tableau X. Le rendement global est de 81 %.
Tableau X
Exemple XI : influence de la structure du stabilisant synthétisé "in situ" par oxydation
Le stabilisant peut être généré "in situ". L'oxydation de l'azote peut être réalisée en outre par l'action d'un peracide, d'un peroxyde, tel que l'eau oxygénée ou encore de l'oxygène dans des conditions opératoires bien connues de l'homme de l'art.
0,32 g de S-nicotme (2 mmol) et 0,5 g d'acide 3- chloroperoxybenzoïque (70 % de pureté) (2 mmol) sont mis en solution dans 30 ml de dichlorométhaπe Après 65 heures de réaction à température ambiante, le solvant est distillé sous vide 0,36 g de peroxyde de benzoyie (1 ,49 mmol) et 50 ml de toluène sont alors ajoutés Après dégazage de la solution, le réacteur est placé sous azote et chauffé à 50°C Après une heure, 3744 g de methacrylate de méthyle (MMA) (37 44 mmol) sont ajoutés Après 24 heures de polymérisation, un aliquot est prélevé et ensuite 3744 g MMA sont à nouveau ajoutés Après 24 heures supplémentaires, le chauffage est coupé et le réacteur de polymérisation est ouvert Les caractéπs-tiques moléculaires du polymère récupéré par évaporation du solvant sont reprises dans le tableau XI Le rendement global est de 72 %
Tableau XI
Exemple XII influence de la structure du stabilisant synthétisé m "situ" par oxydation
0,32 g de S-nicotme (2 mmol) et 1 g d'acide 3- chloroperoxybenzoïque (70 % de pureté) (4 mmol) sont mis en solution dans 30 ml de dichlorométhane Après 65 heures de réaction à température ambiante, le solvant est distillé sous vide La polymérisation est réalisée dans les mêmes conditions que pour l'exemple XI Les caractéristiques moléculaires du polymère récupéré par évaporation du solvant sont reprises dans le tableau XII Le rendement global est de 76 %
Tableau XII
Exemple XIII influence de la structure du stabilisant synthétisé in "situ" par oxydation
0,31 g de 4,4'-bιpyπdιne (2 mmol) et 0,5 g d'acide 3- chloroperoxybenzoïque (70 % de pureté) (2 mmol) sont mis en solution dans 30 ml de dichlorométhane Après 65 heures de réaction à température ambiante, le solvant est distillé sous vide La polymérisation est réalisée dans les mêmes conditions que pour l'exemple XI Les caractéristiques moléculaires du polymère récupéré par évaporation du solvant sont reprises dans le tableau XIII Le rendement global est de 73 %
Tableau XIII
Exemple XIV influence de la structure du stabilisant synthétisé in "situ" par oxydation
0,31 g de 4,4'-bιpyrιdιne (2 mmol) et 1 g d'acide 3- chloroperoxybenzoïque (70 % de pureté) (4 mmol) sont mis en solution dans 30 ml de dichlorométhane Après 65 heures de réaction à température ambiante, le solvant est distillé sous vide La polymérisation est réalisée
dans les mêmes conditions que pour l'exemple XI. Les caractéristiques moléculaires du polymère récupéré par évaporation du solvant sont reprises dans le tableau XIV. Le rendement global est de 77 %.
Tableau XIV
Exemple XV: influence de la structure du stabilisant synthétisé in "situ" par oxydation
0,35 g de 2-méthoxypyridine (3.2 mmol) et 0,8 g d'acide 3- chloroperoxybenzoique (70 % de pureté) (3.2 mmol) sont mis en solution dans 25 ml de dichlorométhane. Après 65 heures de réaction à température ambiante, le solvant est distillé sous vide. 0,75 g de peroxyde de benzoyie (3, 1 mmol) et 50 ml de toluène sont alors ajoutés. Après dégazage de la solution, le réacteur est placé sous azote et chauffé à 50°C. Après une heure, 3,744 g de methacrylate de méthyle (MMA) (37,44 mmol) sont ajoutés. Après 24 heures de polymérisation, un aliquot est prélevé et ensuite 3.744 g MMA sont à nouveau ajoutés. Après 24 heures supplémentaires, le chauffage est coupé et le réacteur de polymérisation est ouvert. Les caractéristiques moléculaires du polymère récupéré par évaporation du solvant sont reprises dans le tableau XV. Le rendement global est de 78 %.
Tableau XV
Exemple XVI : influence de la structure du stabilisant synthétisé in "situ" par quatemisatioπ
Le stabilisant peut être généré "in situ" aussi par quaternisation de l'azote suite à la réaction avec un dérivé halogène, un ester sulfonique, tel que les tosylates ou mésylates d'alkyles, ou tout agent de quaternisation dans des conditions opératoires bien connues de l'homme de l'art.
2 ml de bromure d'éthyle (26,8 mmol) sont ajoutés à 0,2 ml de pyridine (2,5 mmol). Après 19 heures de réaction à température ambiante, l'excès de bromure d'éthyle est distillé sous vide. 0,58 g de peroxyde de benzoyie (2,4 mmol) et 50 ml d'acétonitrile sont alors ajoutés. Après dégazage de la solution, le réacteur est placé sous azote et chauffé à 50°C. 3,744 g de methacrylate de méthyle (MMA) (37,44 mmol) sont alors ajoutés. Après 24 heures de polymérisation, un aliquot est prélevé et ensuite 3,744 g MMA sont à nouveau ajoutés. Après 24 heures supplémentaires, le chauffage est coupé et le réacteur de polymérisation est ouvert. Les caractéristiques moléculaires du polymère obtenu sont reprises dans le tableau XVI. Le rendement global est de 62 %.
Tableau XVI
Exemple XVII: influence de la structure du stabilisant synthétisé in "situ" par neutralisation
Le stabilisant peut être généré "in situ" aussi par neutralisation de l'azote avec un acide.
0,19 ml de méthylimidazole (2,4 mmol) et 0,9 ml d'acide trifluoroacétique (12 mmol) sont mis en solution dans 50 ml de toluène. Après 2 heures de réaction à température ambiante, 0,58 g de peroxyde de benzoyie (2,4 mmol) est alors ajouté. Après dégazage de la solution, le réacteur est placé sous azote et chauffé à 50°C. 3,744 g de methacrylate de méthyle (MMA) (37,44 mmol) sont alors ajoutés. Après 24 heures de polymérisation, un aliquot est prélevé et ensuite 3,744 g MMA sont à nouveau ajoutés. Après 24 heures supplémentaires, le chauffage est coupé et le réacteur de polymérisation est ouvert. Les caractéristiques moléculaires du polymère obtenu sont reprises dans le tableau XVII. Le rendement global est de 85 %.
Tableau XVII
Exemple XVIII polymérisation à température ambiante 0,57 g d'hydroperoxyde de cumène (80 % de pureté) (3 mmol), 0,83 g αe FeSO 7H20 (3 mmol) et 0,38 g de N-oxyde 4- méthoxypyπdine (3 04 mmol) sont mis en solution dans 40 ml d'acétonitπle Après dégazage de la solution, le réacteur est placé sous azote à température ambiante Après 15 minutes, 5 ml d'eau sont ajoutés Après 1 h, 3,744 g de methacrylate de méthyle (MMA) (37,44 mmol) sont ajoutés Après 16 heures de polymérisation, un aliquot est prélevé et ensuite 3,744 g MMA sont à nouveau ajoutés Après 26 h, un aliquot est prélevé et ensuite 3,744 g MMA sont à nouveau ajoutés Après 24 h supplémentaires, le réacteur de polymérisation est ouvert Les caractéris-tiques moléculaires du polymère récupéré par évaporation du solvant sont reprises dans le tableau XVIII Le rendement global est de 35 %
Tableau XVIII
Exemple XIX polymérisation à température ambiante
0,435 g de peroxyde de benzoyie (1 ,8 mmol) et 0,3 g de N- oxyde de 4-méthoxypyπdιne (2,4 mmol) sont mis en solution dans 50 ml de toluène Après dégazage de la solution, le réacteur est placé sous azote à température ambiante 0,29 g de p-diméthylaniline (2,4 mmol) est alors ajouté Après 2 h, 3,744 g de methacrylate de méthyle (MMA) (37,44 mmol) sont ajoutés Après 23 heures de polymérisation, un aliquot est prélevé et ensuite 3,744 g MMA sont à nouveau ajoutés Après 24 heures supplémentaires, le réacteur de polymérisation est ouvert Les caractéristiques moléculaires du polymère récupéré par évaporation du solvant sont reprises dans le tableau XIX Le rendement global est de 9 %
Tableau XIX
Exemple XX polymérisation à température ambiante
0,435 g de peroxyde de benzoyie (1 ,8 mmol) et 0,15 g de N- oxyde de 4-méthoxypyπdιne (1 ,2 mmol) sont mis en solution dans 50 ml de
toluène. Après dégazage de la solution, le réacteur est placé sous azote à température ambiante. 0,29 g de p-diméthylaniline (2,4 mmol) est alors ajouté. Après 2 h, 3,744 g de methacrylate de méthyle (MMA) (37,44 mmol) sont ajoutés. Après 23 heures de polymérisation, un aliquot est prélevé et ensuite 3,744 g MMA sont à nouveau ajoutés. Après 24 heures supplémentaires, le réacteur de polymérisation est ouvert. Les caractéristiques moléculaires du polymère récupéré par évaporation du solvant sont reprises dans le tableau XX. Le rendement global est de 33 %.
Tableau XX
Exemple XXI : polymérisation à température ambiante
0,435 g de peroxyde de benzoyie (1 ,8 mmol), 0,15 g de N- oxyde de 4-méthoxypyridine (1 ,2 mmol) et 0,145 g de p-diméthylaniline (1 ,2 mmol) sont mis en solution dans 50 ml de toluène. Après dégazage de la solution, le réacteur est placé sous azote à température ambiante. Après 2h
30, 3,744 g de methacrylate de méthyle (MMA) (37,44 mmol) sont ajoutés.
Après 23 heures de polymérisation, un aliquot est prélevé et ensuite 3,744 g
MMA sont à nouveau ajoutés. Après 23 heures supplémentaires, le réacteur de polymérisation est ouvert. Les caractéristiques moléculaires du polymère récupéré par évaporation du solvant sont reprises dans le tableau XXI. Le rendement global est de 20 %.
Tableau XXI
Exemple XXII : polymérisation du styrène
0,075 g de peroxyde de benzoyie (0,31 mmol) et 0,026 g de N-oxyde de 4-méthoxypyridine (0,2 mmol) sont mis en solution dans 10 ml de toluène. Après dégazage de la solution, le réacteur est placé sous azote et chauffé à 50°C. Après une heure, 0,909 g de styrène (St) (8,75 mmol) sont ajoutés. Après 24 heures de polymérisation, un aliquot est prélevé et ensuite 0,909 g St sont à nouveau ajoutés. Après 24 h, un aliquot est prélevé et ensuite 0,909 g St sont à nouveau ajoutés. Après 24 heures supplémentaires, le chauffage est coupé et le réacteur de polymérisation est ouvert. Les caractéristiques moléculaires du polymère obtenu sont reprises dans le tableau XXII. Le rendement global est de 48 %.
Tableau XXII
Exemple XXIII : polymérisation de l'acrylonitrile 2 ml de bromure d'éthyle (26.8 mmol) sont ajoutés à 0,25 g de
3-cyanopyridine (2,4 mmol). Après 19 heures de réaction à température ambiante, l'excès de bromure d'éthyle est distillé sous vide. 0,58 g de peroxyde de benzoyie (2,4 mmol) et 50 ml d'acétonitriie sont alors ajoutés. Après dégazage de la solution, le réacteur est placé sous azote et chauffé à 50°C. 3,22 g d'acrylonitrile (AN) (60,75 mmol) sont alors ajoutés. Après 24 heures de polymérisation, un aliquot est prélevé et ensuite 3,22 g AN sont à nouveau ajoutés. Après 24 h, un aliquot est prélevé et ensuite 3,22 g AN sont à nouveau ajoutés. Après 24 heures supplémentaires, le chauffage est coupé et le réacteur de polymérisation est ouvert. Les caractéris-tiques moléculaires du polymère obtenu sont reprises dans le tableau XXIII. Le rendement global est de 76 %.
Tableau XXIII
Exemple XXIV polymérisation de l'acétate de vinyle 2 ml de bromure d'éthyle (26,8 mmol) sont ajoutés à 0,25 g de
3-cyanopyrιdιne (2,4 mmol) Après 19 heures de réaction à température ambiante, l'excès de bromure d'éthyle est distillé sous vide 0,58 g de peroxyde de benzoyie (2,4 mmol) et 50 ml d'acétonitnle sont alors ajoutés Après dégazage de la solution, le réacteur est placé sous azote et chauffé à 50°C 3,74 g d'acétate de vinyle (VAc) (43,4 mmol) sont alors ajoutés Après 24 heures de polymérisation, un aliquot est prélevé et ensuite 3,74 g VAc sont à nouveau ajoutés Après 24 h, un aliquot est prélevé et ensuite 3,74 g VAc sont à nouveau ajoutés Après 24 heures supplémentaires, le chauffage est coupé et le réacteur de polymérisation est ouvert Les caractéristiques moléculaires du polymère obtenu sont reprises dans le tableau XXIV Le rendement global est de 51%
Tableau XXIV
Exemple XXV synthèse d'un copolymère séquence
0,075 g de peroxyde de benzoyie (0,31 mmol) et 0,026 g de N-oxyde de 4-méthoxypyπdιne (0,2 mmol) sont mis en solution dans 10 ml de toluène Après dégazage de la solution, le réacteur est placé sous azote et chauffé à 50°C Après une heure, 0,936 g de methacrylate de méthyle (MMA) (9,36 mmol) sont ajoutés Après 24 heures de polymérisation, un aliquot est prélevé et ensuite 0,875 g de ferf-butylméthacrylate (tBMA) (6,17 mmol) sont à nouveau ajoutés Après 24 h, un aliquot est prélevé et ensuite 0,909 g de styrène (St) (8,75 mmol) sont à nouveau ajoutés Après 24 heures supplémentaires, le chauffage est coupé et le réacteur de polymérisation est ouvert Les caractéristiques moléculaires du polymère obtenu sont reprises dans le tableau XXV Le rendement global est de 75%
Tableau XXV
Exemple XXVI : polymérisation dans l'eau du sel sodique du styrène sulfonate
0,65 g de persulfate de potassium (2,4 mmol) et 0,15 g de N- oxyde de 4-méthoxypyridine (1 ,2 mmol) sont mis en solution dans 20 ml d'eau. Après dégazage de la solution, le réacteur est placé sous azote et chauffé à 50°C. Après une heure, 4,5 g de styrène sulfonate sodique en solution dans 30 ml d'eau (21 ,8 mmol) sont ajoutés. Après 4 heures de polymérisation, un aliquot est prélevé et ensuite 3,7 g de styrène sulfonate sodique en solution dans 30 ml d'eau (17,9 mmol) sont à nouveau ajoutés. Après 24 h supplémentaires, le chauffage est coupé et le réacteur de polymérisation est ouvert. Les caractéristiques moléculaires du polymère obtenu sont reprises dans le tableau XXVI. Le rendement global déterminé après dialyse est de 49 %.
Tableau XXVI
Exemple XXVII: synthèse d'un copolymère séquence dans l'eau 0,325 g de persulfate de potassium (1 ,2 mmol) et 0,15 g de N- oxyde de 4-méthoxypyridiπe (1 ,2 mmol) sont mis en solution dans 25 mi d'eau. Après dégazage de la solution, le réacteur est placé sous azote et chauffé à 50°C. Après 1 ,25 h, 2,05 g de styrène sulfonate sodique en solution dans 30 ml d'eau (8,9 mmol) sont ajoutés. Après 15 h 30 de polymérisation, un aliquot est prélevé et ensuite 0,936 g de methacrylate de méthyle (MMA) (9,36 mmol) sont à nouveau ajoutés. Après 50 h supplémentaires, le chauffage est coupé et le réacteur de polymérisation est ouvert. Les caractéristiques moléculaires du polymère obtenu sont reprises dans le tableau XXVII. Le rendement global déterminé après dialyse est de 85 %.
Il faut signaler que l'analyse GPC dans l'eau du copolymère obtenu révèle la présence de micelles. En effet le copolymère formé s'aggrége sous forme de micelles étant donné l'insolubilité de la séquence PMMA dans l'eau. Un mélange des homopolymères n'exhiberait aucune micelle, le poly(styrène sulfonate sodique) n'ayant aucun caractère amphiphile. De plus, un précipité de PMMA devrait être observé, ce qui est nullement le cas.
Tableau XXVII
Exemple XXVI 11 polymérisation du methacrylate de méthyle via un macroamorceur
4 ml de bromure d'éthyle (53,6 mmol) sont ajoutés à 0,5 g de 3-cyanopyπdιne (2,5 mmol) Après 22 heures de réaction à température ambiante, l'excès de bromure d'éthyle est distillé sous vide 1 ,16 g de peroxyde de benzoyie (4,8 mmol) et 20 ml d'acétonitπle sont alors ajoutés Après dégazage de la solution, le réacteur est placé sous azote et chauffé à 50°C 0,48 g de methacrylate de méthyle (MMA) (4,8 mmol) est alors ajouté Après 24 heures de polymérisation du MMA, le solvant ainsi que le monomère non polyméπsé sont distillés sous vide Le polymère obtenu est remis en solution dans 20 ml de chloroforme et lavé trois fois avec de l'eau Les caractéristiques moléculaires du macroamorceur obtenu sont reprises dans le tableau XXVIII Le rendement global est de 52 %
0,25 g du macroamorceur (0,1 mmol) est mis en solution dans 50 ml d'acétonitπle Après dégazage de la solution, le réacteur est placé sous azote et chauffé à 50°C 3,744 g de methacrylate de méthyle (MMA) (34,44 mmol) sont alors ajoutes Après 24 heures de polymérisation, le réacteur de polymérisation est ouvert Les caractéristiques moléculaires du polymère obtenu sont reprises dans le tableau XXVIII Le rendement global est de 53%
Tableau XXVIII
a) efficacité d'amorçage déterminée à partir de la concentration en macroamorceur f = Mn théor / Mn GPC où Mn théor = (MMA / macroamorceur)* conv *
MW MA
Exemple XXIX Rapport de réactivité en l'absence de_stabιlιsant
0,75 g de peroxyde de benzoyie (3, 1 mmol) sont mis en solution dans 50 ml de toluène Après dégazage de la solution, le réacteur est placé sous azote et chauffé à 50°C 3,74 g de methacrylate de méthyle (MMA) (37,4 mmol) et 3,5 g de ferf-butylacrylate (tBA) (27,34 mmol) sont alors ajoutés ensemble Après 1 heure de polymérisation, le chauffage est coupé et le réacteur de polymérisation est ouvert La composition théorique en poids est 52 - 48 (MMA - tBA) et celle obtenue de 61 - 39 Le rendement global est de 0,3 %
Le rendement est maintenu à un faible pourcentage par dessein En effet, afin d'estimer les rapports de réactivité entre les deux monomères, il est préférable que la conversion soit faible Ainsi on peut considérer la concentration relative en monomères dans le milieu en première approximation comme étant égale à leur concentration relative initiale Exemple XXX Rapport de réactivite en l'absence de_stabιlιsant
0,75 g de peroxyde de benzoyie (3,1 mmol) sont mis en solution dans 50 ml de toluène Après dégazage de la solution, le réacteur est placé sous azote et chauffé à 50°C Après 1 heure, 5,62 g de
methacrylate de méthyle (MMA) (56,2 mmol) et 1 ,75 g de ferf-butylacrylate (tBA) (13,7 mmol) sont alors ajoutés ensemble. Après 1 heure de polymérisation, le chauffage est coupé et le réacteur de polymérisation est ouvert. La composition théorique en poids est 76 - 24 (MMA - tBA) et celle obtenue de 74 - 26. Le rendement global est de 3 %.
Exemple XXXI : Rapport de réactivité en présence de stabilisant
0,75 g de peroxyde de benzoyie (3,1 mmol) et 0,31 g de N- oxyde de pyridine (3,26 mmol) sont mis en solution dans 50 ml de toluène. Après dégazage de la solution, le réacteur est placé sous azote et chauffé à 50°C. Après 1 heure, 3,74 g de methacrylate de méthyle (MMA) (37,4 mmol) et 3,5 g de ferf-butylacrylate (tBA) (27,34 mmol) sont alors ajoutés ensemble. Après 1 heure de polymérisation, le chauffage est coupé et le réacteur de polymérisation est ouvert. La composition théorique en poids est de 52 - 48 (MMA - tBA) et celle obtenue de 67 - 33. Le rendement global est de 0,3 %.
Exemple XXXII : Rapport de réactivité en présence de stabilisant
0,75 g de peroxyde de benzoyie (3,1 mmol) et 0,302 g de N- oxyde de pyridine (3,18 mmol) sont mis en solution dans 50 ml de toluène. Après dégazage de la solution, le réacteur est placé sous azote et chauffé à 50°C. Après 1 heure, 5,62 g de methacrylate de méthyle (MMA) (56,2 mmol) et 1 ,75 g de ferf-butylacrylate (tBA) (13,7 mmol) sont alors ajoutés ensemble. Après 1 heure de polymérisation, le chauffage est coupé et le réacteur de polymérisation est ouvert. La composition théorique en poids est 76 - 24 (MMA - tBA) et celle obtenue de 91 - 9. Le rendement global est de 0,2 %.
Il est donc possible de moduler les rapports de réactivité en choississant de manière judicieuse un stabilisant correspondant à la formule générale I.
Exemple XXXIII : tacticité du methacrylate de méthyle en l'absence de stabilisant
0,5 g d'azobisisobutyroπitrile (3 mmol) est mis en solution dans 50 ml de toluène. Après dégazage de la solution, le réacteur est placé sous azote et chauffé à 50°C. 7,488 g de methacrylate de méthyle (MMA) (74,88 mmol) sont alors ajoutés. Après 24 heures de polymérisation, le chauffage est coupé et le réacteur ouvert. Les caractéristiques moléculaires du polymère purifié sont reprises dans le tableau XXXIII. Le rendement est de 100 %.
Tableau XXXIII
Exemple XXXIV : tacticité du methacrylate de méthyle en présence de stabilisant 0,2 g d'azobisisobutyronitrile (1 ,22 mmol) et 0,15 de N-oxyde de 4-méthoxypyridine (1 ,2 mmol) sont mis en solution dans 50 ml de toluène. Après dégazage de la solution, le réacteur est placé sous azote et chauffé à 50°C. Après 1 heure, 3.744 g de methacrylate de méthyle (MMA) (37 44 mmol) sont alors ajoutés. Après 15,30 h de polymérisation, le chauffage est coupé et le réacteur ouvert. Les caractéristiques moléculaires du polymère purifié sont reprises dans le tableau XXXIV. Le rendement est de 65 %.
Tableau XXXIV
Exemple XXXV : tacticité du methacrylate de méthyle en présence de stabilisant
0,75 g de peroxyde de benzoyie (3,1 mmol) et 0,3 de N-oxyde de pyridine (3,1 mmol) sont mis en solution dans 50 ml de toluène. Après dégazage de la solution, le réacteur est placé sous azote et chauffé à 50°C. Après 1 ,30, 9.36 g de methacrylate de méthyle (MMA) (93,6 mmol) sont alors ajoutés. Après 24 heures de polymérisation, le chauffage est coupé et le réacteur ouvert. Les caractéristiques moléculaires du polymère purifié sont reprises dans le tableau XXXV. Le rendement est de 63 %.
Tableau XXXV
Exemple XXXVI tacticité du methacrylate de méthyle en présence de stabilisant
2 ml de bromure d'éthyle (26,8 mmol) sont ajoutés à 0,25 g de 3-cyanopyπdιne (2,4 mmol) Après 19 heures de réaction à température ambiante, l'excès de bromure d'éthyle est distillé sous vide 0,58 g de peroxyde de benzoyie (2,4 mmol) et 50 ml d'acétonitπle sont alors ajoutés Après dégazage de la solution, le réacteur est placé sous azote et chauffé à 50°C Après une heure, 11 ,2 g de methacrylate de méthyle (MMA) (112 mmol) sont ajoutés Après 72 heures de polymérisation, le chauffage est coupé et le réacteur de polymérisation est ouvert Les caractéristiques moléculaires du polymère purifié sont reprises dans le tableau XXXVI Le rendement est de 82 %
Tableau XXXVI
Exemple XXXVII tacticité du methacrylate de méthyle en présence de stabilisant
Le polymère produit dans l'exemple XVI a les caractéristiques suivantes après purification
Tableau XXXVII
Exemple XXXVIII : Polymérisation du methacrylate de méthyle via un macroamorceur de polyméthacrylate de méthyle
Dans un ballon de 100ml, sont introduits 0.77 g de N-oxyde 4-méthoxypyridine (6.1 mmoles) et 3.34 g de FeS04.7H20 (12 mmoles). Après dégazage du mélange, le ballon est placé sous azote puis 20 ml d'acétonitrile dégazé sont ajoutés. Après une heure d'agitation à température ambiante, 8 ml de methacrylate de méthyle (74.8 mmoles) sont ajoutés. Une solution dégazée de 1.1 ml d'hydroperoxyde de cumèπe (6 mmoles; 80% de pureté) et de 4 ml d'acétonitrile est ajoutée rapidement au milieu réactionnel. Après 46 hrs de polymérisation, 2 ml du milieu réactionnel sont prélevés. Le prélèvement est séché sous vide puis, après remise en solution dans le THF, le FeS0 est filtré. Le macroamorceur est analysé: Mn= 7900, Mw/Mn= 1.7 et conversion= 66.8%). Le reste du ballon est séché sous vide à température ambiante pendant une nuit.
Après séchage, le ballon contenant le macroamorceur est replacé sous azote. Ensuite, 20 ml de toluène sec et dégazé sont ajoutés. 1 ml de la solution (contenant 0.335 g du milieu réactionnel précédent) est transféré sous azote vers un réacteur placé également sous azote. Le macroamorceur est séché sous vide à température ambiante pendant une heure. La masse de macroamorceur est déterminée par pesée différentielle avant et après le transfert. 4.5 ml de toluène sec et dégazé sont ensuite ajoutés. Après avoir plongé le réacteur dans un bain à 50°C pendant 2 minutes, 1.5 ml de methacrylate
de méthyle (14 mmoles) sont ajoutés. Des prélèvements de 2 ml sont réalisés au cours du temps et le polymère est analysé après filtration du FeSO4.
Exemple XXXIX : Polymérisation du methacrylate de méthyle amorcée par le couple FeSO eau oxygénée.
Dans un ballon de 50 ml à une tubulure, on introduit 0.0559g de N-oxyde de 4-méthoxypyridine (0.447 mmoles) et 0.1077g de FeS04.7H20 (0.387 mmoles). On dégaze 3 fois par des cycles vide/azote. 10 ml d'eau désionisée et dégazée sont ensuite ajoutés et le ballon est placé dans un bain à 80°C pendant 2 minutes. Dès que le milieu réactionnel est à la température de 80°C, 8 ml de MMA sont ajoutés puis très rapidement, la solution d'amorceur suivante dégazée 2 fois par congélation/décongélation: 0.026 ml d'eau oxygénée à 35% avec 10 ml d'eau désionisée.
Chaque point de la cinétique est une manipulation séparée. Les résultats sont rassemblés dans le tableau suivant:
Exemple XL : Polymérisation du methacrylate de méthyle via un macroamorceur de polyméthacrylate de méthyle
Dans un ballon de 100ml, sont introduits 0.77 g de N-oxyde 4-méthoxypyridine (6.1 mmoles) et 1.67 g de FeS0 .7H20 (6 mmoles). Après dégazage du mélange, le ballon est placé sous azote puis 20 ml d'acétonitrile dégazé sont ajoutés. Après une heure d'agitation à température ambiante, 8 ml de methacrylate de méthyle (74.8 mmoles) sont ajoutés. Une solution dégazée de 1.1 ml d'hydroperoxyde de cumène (6 mmoles; 80%) de pureté) et de 4 ml d'acétonitrile est ajoutée rapidement au milieu réactionnel. Après 46 hrs de polymérisation, 2 ml du milieu réactionnel sont prélevés. Le prélèvement est séché sous vide puis, après remise en solution dans le THF, le FeS04 est filtré. Le macroamorceur est analysé: Mπ= 7150, Mw/Mn= 1.86 et conversioπ= 44%). Le reste du ballon est séché sous vide à température ambiante pendant une nuit.
Après séchage, le ballon contenant le macroamorceur est replacé sous azote. Ensuite, 20 ml de toluène sec et dégazé sont ajoutés. 1 ml de la solution (contenant 0.3g du milieu réactionnel précédent) est transféré sous azote vers un réacteur placé également sous azote. Le macroamorceur est séché sous vide à température
ambiante pendant une heure La masse de macroamorceur est déterminée par pesée différentielle avant et après le transfert. 4 5 ml de toluène sec et dégazé sont ensuite ajoutés Après avoir plongé le réacteur dans un bain à 50°C pendant 2 minutes, 1 5 ml de methacrylate de méthyle (14 mmoles) sont ajoutés Des prélèvements de 1 ml sont réalisés au cours du temps et le polymère est analysé après filtration du FeS04
Exemple XLI Polymérisation du styrène via un macroamorceur de polyméthacrylate de méthyle
Dans un ballon de 100ml, sont introduits 0 76 g de N-oxyde 4-méthoxypyπdιπe (6 1 mmoles) et 3 33 g de FeS0 7H20 (12 mmoles) Après dégazage du mélange, le ballon est placé sous azote puis 20 ml d'acétonitrile dégazé sont ajoutés Après une heure d'agitation à température ambiante, 8 ml de methacrylate de méthyle (74 8 mmoles) sont ajoutés Une solution dégazee de 1 1 ml d'hydroperoxyde de cumene (6 mmoles, 80% de pureté) et de 4 ml d'acétonitrile est ajoutée rapidement au milieu réactionnel Après 46 hrs de polymérisation, 2 ml du milieu réactionnel sont prélevés Le prélèvement est séché sous vide puis, après remise en solution dans le THF, le FeS04 est filtré Le macroamorceur est analysé Mn= 7310, Mw/Mπ= 1 91 et conversιon=
57%). Le reste du ballon est séché sous vide à température ambiante pendant une nuit.
Après séchage, le ballon contenant le macroamorceur est replacé sous azote. Ensuite, 20 ml de toluène sec et dégazé sont ajoutés. 2 ml de la solution (contenant 0.54 g du milieu réactionnel précédent) est transféré sous azote vers un réacteur placé également sous azote. Le macroamorceur est séché sous vide à température ambiante pendant une heure. La masse de macroamorceur est déterminée par pesée différentielle avant et après le transfert. 3 ml de toluène sec et dégazé sont ensuite ajoutés. Après avoir plongé le réacteur dans un bain à 80°C pendant 2 minutes, 3 ml de styrène (26.2 mmoles) sont ajoutés. Des prélèvements de 1 ml sont réalisés au cours du temps et le polymère est analysé après filtration du FeS0 .
Exemple XLI I : Polymérisation du methacrylate de méthyle dans un mélange eau/acétonitrile (1/1 ) à température ambiante
Dans un ballon de 50 ml, on introduit 0.0119 g de N-oxyde 4- méthoxypyridine (0.09 mmoles) et 0.022 g de FeS04.7H20 (0.08 mmoles). Après dégazage, le ballon est placé sous azote puis 10 ml d'eau désionisée et dégazée sont ajoutés. Lorsque la solution est homogène, on ajoute 8 ml
de methacrylate de méthyle (74.8 mmoles) puis rapidement la solution dégazée de 0.011 ml d'hydroperoxyde de cumène (0.0595 mmoles) et de 10 ml d'acétonitrile. La polymérisation se déroule à température ambiante et on effectue des prélèvements de 2 ml. Après avoir éliminé sous vide le solvant et le monomère résiduel, 3 ml de THF sont ajoutés et le polymère est récupéré après filtration de la solution. Les résultats sont rassemblés dans le tableau suivant :
a : facteur d'efficacité d'amorçage déterminé par le rapport Mn théorique/Mn expérimentale corrigé de la conversion ; b : impossible à calculer car le chromatogramme GPC est bimodal. Exemple XLIII : Polymérisation du methacrylate de méthyle dans un mélange eau/acétonitrile (1/1 ) à 50°C Dans un ballon de 50 ml, on introduit 0.0119 g de N-oxyde 4- méthoxypyridine (0.09 mmoles) et 0.022 g de FeS04.7H20 (0.08 mmoles). Après dégazage, le ballon est placé sous azote puis 10 ml d'eau désionisée et dégazée sont ajoutés. Le ballon est plongé dans un bain à 50°C pendant 2 minutes. On ajoute ensuite 8 ml de methacrylate de méthyle (74.8 mmoles) puis rapidement la solution dégazée de 0.011 ml d'hydroperoxyde de cumène (0.0595 mmoles) et de 10 ml d'acétonitrile. La polymérisation se déroule à 50°C et on effectue des prélèvements de 2 ml. Après avoir éliminé
sous vide le solvant et le monomère résiduel, 3 ml de THF sont ajoutés et le polymère est récupéré après filtration de la solution. Les résultats sont rassemblés dans le tableau suivant :
Les chromatogrammes GPC de cet exemple ont été représentés à la figure annexée.
Exemple XLIV : Polymérisation du methacrylate de méthyle dans l'eau à température ambiante Dans un ballon de 50 ml, on introduit 0.011 ml d'hydroperoxyde de cumène (0.0595 mmoles) et 10 ml d'eau désionisée préalablement dégazée. On dégaze prudemment le mélange une fois par congélation-décongélation avant de replacer le ballon sous azote. Lorsque la solution d'amorceur est revenue à température ambiante, 8 ml de methacrylate de méthyle (74.8 mmoles) sont ajoutés. Ensuite, le plus rapidement possible, une solution dégazée de 0.0119 g de N-oxyde 4- méthoxypyridine (0.09 mmoles), 0.022 g de FeS04.7H20 (0.08 mmoles) et de 10 mi d'eau désionisée est transférée dans le milieu de polymérisation. La polymérisation se déroule à température ambiante. Trois expériences similaires sont réalisées mais elles sont stoppées après des temps de polymérisation différents par élimination du solvant et du monomère résiduel. Le polymère résiduel est mis en solution dans du THF et est
récupéré après filtration de la solution. Les résultats sont rassemblés dans le tableau suivant :
a : impossible à calculer car le chromatogramme GPC est bimodale. Exemple XLV : Polymérisation du methacrylate de méthyle dans un mélange eau/acétonitrile (1/1 ) à 50°C: effet de la modification du rapport moπomère/amorceur.
Dans un ballon de 50 ml, on introduit 0.0559 g de N-oxyde 4- méthoxypyπdme (0.45 mmoles) et 0.1077 g de FeS0 .7H
20 (0.39 mmoles). Après dégazage, le ballon est placé sous azote puis 10 ml d'eau désionisée et dégazée sont ajoutés. Le ballon est plongé dans un bain à 50°C pendant 2 minutes. On ajoute ensuite 8 ml de methacrylate de méthyle (74.8 mmoles) puis rapidement la solution dégazée de 0.055 ml d'hydroperoxyde de cumène (0.3 mmoles) et de 10 ml d'acétonitrile. La polymérisation se déroule à 50°C et on effectue des prélèvements de 2 ml. Après avoir éliminé sous vide le solvant et le monomère résiduel, 3 ml de THF sont ajoutés et le polymère est récupéré après filtration de la solution. Les résultats sont rassemblés dans le tableau suivant :