Polymérisation par couplage métal concernant les matériaux intelligents
L'avènement de la polymérisation radicalaire contrôlée a mené au développement d'architectures polymères complexes qu'auparavant il était impossible de produire. Le VAC est un monomère de masse moléculaire très élevée ou bloc de construction en raison de son application dans l'industrie des revêtements, des textiles et des produits pharmaceutiques. L'inconvénient lié au VAC est que le monomère ne peut supporter qu'une polymérisation radicalaire et qu'il est nucléophile. Jusqu'à présent, l'obtention d'une grande variété de matériaux polymères a été freinée par l'incapacité à contrôler le processus de polymérisation radicalaire. Le projet Metmed-CRP («Toward new polymeric materials by metal-mediated controlled radical polymerization») visait à surmonter cet obstacle. En transformant la force des liaisons métal-carbone en complexes organométalliques, l'équipe du projet visait à moduler et contrôler le processus de polymérisation radicalaire organométallique (OMRP). Pour cela, des métaux qui ne forment pas de liaisons métal-carbone très fortes sont requis et le fer (Fe) (II) et le cuivre (Cu) (I) répondaient parfaitement aux critères. Les catalyseurs à base de fer semblent particulièrement intéressants en raison de leur faible coût et toxicité ainsi que de leur utilisation dans d'autres processus de polymérisation. En utilisant du fer dans le procédé, la polymérisation de VAC est contrôlée, quoique faiblement; le contrôle a été amélioré en ajoutant des phosphines car elles ont ralenti le processus. L'autre problème rencontré concernait la masse moléculaire plus élevée par rapport à la proportion théorique. Les résultats ont néanmoins révélé une polydispersité (distribution de taille) relativement faible. L'utilisation de diméthylphénylphosphine, en particulier, a donné le plus petit différentiel entre l'indice de polydispersité (PDI) calculé et celui observé. Les scientifiques du projet Metmed-CRP ont également isolé un court oligomère recouvert de métal pour un usage ultérieur. L'équipe a représenté le fragment au moyen d'une spectroscopie par résonance magnétique nucléaire (RMN), résonance paramagnétique électronique (RPE) et dérivatisation chimique et a démontré le dégagement de l'oligomère par réaction radicalaire réversible. Durant le processus OMRP, il est nécessaire qu'un dégagement réversible des chaînes de PVAC se produise à partir des espèces 2Fe-PVAC de l'acétylacétone (ACAC). Pouvoir manipuler les structures et les masses moléculaires de polymères dérivés permettra de réaliser le plein potentiel industriel du VAC.