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Thèse de doctorat de l’Université Pierre et Marie Curie (UPMC)
Sujet : Adhésion stimulable d’hydrogels
L’adhésion stimulable d’un hydrogel sur une surface a été étudiée de façon systématique par le jeu d’interactions spécifiques réversibles entre polymères. A cette fin, des surfaces modèles de brosses de poly(acide
acrylique) (PAA) ont été obtenues par « grafting to » et leur structure, sensible au pH, a été caractérisée par réflectivité de neutrons. Parallèlement, des hydrogels neutres de poly(N,N-diméthylacrylamide) (PDMA) et de poly(acrylamide) (PAM) ont été synthétisés par polymérisation radicalaire conventionnelle ; leurs propriétés mécaniques, leur structure et leur gonflement ont été étudiés et variés au moyen de deux paramètres : le
gonflement initial et le taux de réticulant.
En solution aqueuse, les couples de polymères PAA et PDMA ou PAA et PAM forment des complexes interpolymères dont l’apparition dépend du pH et de la température. Les associations se produisent à pH faible dans
les deux cas ; et quoique relativement similaire d’un point de vue chimique, ces couples de polymères s’associent par une séparation de phase de type UCST lorsque l’accepteur de proton est le PAM, mais par une
transition de type LCST avec le PDMA.
La formation de ces complexes en solution a aussi été étudiée aux interfaces entre la brosse de PAA et les hydrogels de PDMA et PAM. Une étude à l’échelle de la brosse a été menée par réflectivité de neutrons : en
présence de gel, un gonflement additionnel de la brosse est observé en présence des interactions à faible pH alors que sa structure n’est pas perturbée à pH élevé. L’étude macroscopique de ces interactions aux interfaces correspond aux tests d’adhésion : un montage expérimental et des protocoles adaptés à la mesure quantitative de l’énergie d’adhésion entre matériaux immergés. Au moyen d’un contact plan-plan entre les brosses de PAA et les gels de PDMA et PAM attachés de façon covalente sur des substrats, une adhésion immergée stimulable par le pH de l’ordre de grandeur des adhésions thermodynamiques a été mise en évidence, de même que les cinétiques relativement lentes impliquées dans la formation et la rupture des complexes aux interfaces.
Mots clefs : adhésion réversible, brosses de polymère, hydrogels neutres, complexes inter polymères, interactions faibles, réflectivité de neutrons.
A télécharger : l’affiche de la soutenance
Contact : guillaume.sudre[at]espci.fr
Guillaume Sudre est doctorant au sein du laboratoire Sciences et ingénierie de la matière molle.