Organizations in supramolecular polymers: from the solution to the bulk behavior
Organisations dans les polymères supramoléculaires : du comportement en solution au comportement en masse
Résumé
We have studied, in solution and in the bulk, a model system consisting of noncrystalline poly(propylene oxide) (PPO) chains end-functionalized with complementary stickers: thymine derivative (Thy) and diaminotrozaine (DAT). This system combines weak (Thy/Thy and DAT/DAT self-associations) and strong (Thy/DAT complementary association) hydrogen bonding, aromaticity of the stickers, strong repulsion between the polar stickers and the PPO spacers, and very different tendency towards crystallization for Thy and DAT. Homoditopic and heteroditopic compounds were synthesized. In solution, the solvent influences the association constants and the organizations observed. In the bulk, all materials show a relatively complex behavior, as three different phenomena concur and compete: hydrogen bonding between the stickers, phase segregation between the polymer backbone (less polar) and the stickers (more polar), and crystallization of thymines into microdomains. These phenomena impact the mesoscopic organization of the materials and thus their mechanical properties. We present the different organizations observed in solution and in the bulk and discuss the new insight our studies bring for understanding the role played respectively by hydrogen bonding, phase segregation, solvation and crystallization.
Nous avons étudié, en solution et en masse, un système modèle qui consiste en des chaînes non cristallines de poly(oxyde de propylène) (PPO) fonctionnalisées en bout de chaîne par des motifs complémentaires : un dérivé de thymine (Thy) et la diaminotriazine (DAT). Ce système combine des liaisons hydrogène faibles (auto-associations Thy-Thy et DAT-DAT) et fortes (association complémentaire Thy-DAT), l'aromaticité des motifs collants, une forte répulsion entre les motifs collants polaires et les espaceurs peu polaires PPO, et des tendances à la cristallisation très différentes pour Thy et DAT. Des composés homoditopiques et hétéroditopiques ont été synthétisés. En solution, le solvant influence la valeur des constantes d'association et les organisations observées. En masse, un comportement relativement complexe est observé, avec une compétition entre les liaisons hydrogène entre les motifs collants, la ségrégation de phase entre les chaînes espaceurs (peu polaires) et les motifs collants (assez polaires), et la cristallisation des thymines en microdomaines. Ces phénomènes influencent l'organisation mésoscopique de ces matériaux et donc leurs propriétés mécaniques. Nous avons présenté les différentes organisations observées en solution et en masse et avons discuté les idées que notre étude apporte pour comprendre les rôles joués respectivement par les liaisons hydrogènes, la ségrégation de phase, la solvatation et la cristallisation.
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