Mars 1997 - n°16
Le Laboratoire de Synthèse Macromoléculaire -le LSM- est l'un des laboratoires de l'URA 24, spécialisé dans la polycondensation.
Placé sous la double tutelle du CNRS et de l'Université Pierre et Marie Curie, à Paris, il a été créé en 1974 à l'initiative du Professeur MARECHAL et répond à une approche fondamentale des problèmes de l'industrie des polymères.
Le Laboratoire de Synthèse Macromoléculaire a apporté des données essentielles en matière de chimie de la polycondensation, s'appuyant sur des caractérisations physico-chimiques et structurales approfondies et concentrant ses activités sur trois grands axes de recherche :
- Etudes de composés ou de procédés originaux :
La mise au point de nouveaux matériaux et l'optimisation des synthèses de polymères par des procédés originaux constituent indéniablement l'un des points forts du laboratoire.
Principalement développées à la demande des industriels, ces études aboutissent régulièrement au dépôt de brevets, à l'exemple de celui concernant le PEBAX (polyéther bloc polyamine), élastomère thermoplastique commercialisé aujourd'hui par Elf Atochem à plusieurs milliers de tonnes par an.
A noter également d'intéressants progrès concernant la synthèse des résines époxy photoréticulables, les polymères chélatants, la cellulose échangeuse d'ions, le caoutchouc naturel greffé, les résines vinylester à chaine polysiloxane, le couplage d'oligomères réactifs, la catalyse organo-métallique...
- Synthèses et études structurales :
De nouvelles architectures macromoléculaires ont par ailleurs été créées, le plus souvent par une chimie à l'état fondu.
Quatre grandes familles de polymères sont alors concernées : les copolymères à blocs de type polyamide, polyéther, polysulfone, polybutadiène..., les polymères greffès (cellulose, polyalcool vinylique, polyamides aliphatiques...), les polymères thermoplastiques (polyamides, polyester, polyuréthanes...) et les polymères thermodurcissables tels que les résines époxy photoréticulables, les résines vinyester, les résines polystyrylpyridine...
Depuis peu, une nouvelle famille émerge : les macrocycles...
- Cinétiques et mécanismes réactionnels :
Le LSM a en outre contribué à une avancée considérable des connaissances dans le domaine des mécanismes et de la cinétique des grandes réactions de la chimie de polycondensation, dont notamment ceux de la polyestérification, polyamidification, polymérisation des oléfines.
Composé à ce jour de 26 personnes - chercheurs, techniciens, ingénieur, étudiants en DEA et en thèse, stagiaires français et étrangers-, le Laboratoire de Synthèse Macromoléculaire dispose d'un équipement analytique particulièrement performant ; parmi les techniques utilisées, notons : les spectroscopies IR-TF, UV, RMN liquide et solide, la spectrométrie de masse, la chromatographie (CPV, CLHP, SEC, ionique), la viscosimétrie, la tonométrie, la diffraction X, la calorimétrie différentielle, la microscopie optique, en lumière polarisée, électronique..., auxquelles s'ajoute un savoir-faire solidement établi en matière de polymérisations interfaciale, photochimique, en solution, en milieu fondu, sous vide, sous pression...
Sous la direction de Mme BRIGODIOT, le laboratoire s'intéresse aujourd'hui à l'étude de nouveaux procédés de fabrication des polymères permettant un gain d'énergie et de temps tout en favorisant l'obtention de composés à structure contrôlée.
"Nous avons ainsi récemment développé par polycondensation une synthèse de dendrimères (polymères hyperbranchés) effective en une seule et unique étape ; d'où, un avantage considérable par rapport à la chimie traditionnelle qui ne peut réaliser cette synthèse en moins de sept étapes successives", souligne Mr FRADET, Professeur.
Doté d'une longue expérience de la chimie organique sur polymères, le LSM se distingue également par ses travaux de modification chimique et de compatibilité des mélanges de macromolécules. Visant à associerdifférents polymères,ces méthodes sont très souvent utilisées pour apporter à un produit bon marché de nouvelles propriétés lui conférant une valeur ajoutée plus élevée ; c'est le cas du caoutchouc, qui couplé aux polyamides, trouve d'intéressantes applications dans le domaine des adhésifs...
L'étude de la catalyse enzymatique constitue, par ailleurs, une activité fort prometteuse du laboratoire, tant dans le domaine de la synthèse que dans ceux de la dégradation et du recyclage de polymères.
"Utilisées comme catalyseur, les enzymes purifiées offrent l'intérêt d'être extrêmement sélectives et réactives à basse température ; les réactions secondaires sont ainsi considérablement limitées", précise Mme BRIGODIOT. "A titre d'exemple, citons l'optimisation de la polyestérification, en milieu organique, grâce à la catalyse des lipases, enzymes spécifiques des réactions d'hydrolyse."
Très proche du milieu industriel, le Laboratoire de Synthèse Macromoléculaire de l'UPMC travaille en collaboration étroite avec le secteur privé sur de nombreux projets de recherche ; près de 15contrats de partenariat ont ainsi été établis ces dix dernières années. 20brevets, 50thèses et plus de 140publications ont par ailleurs été produites...
S.DENIS