Biography

Damien Montarnal é cientista pesquisador do CNRS desde 2015, no laboratório CP2M da Universidade de Lyon 1. Seus interesses de pesquisa abrangem todos os materiais poliméricos nos quais a química reversível pode modular a estrutura, a dinâmica ou as propriedades físicas. L. Leibler e do Dr. F. Tournilhac na ESPCI – Paris e, desde então, desenvolveu ainda mais esse tópico por meio de desenvolvimentos colaborativos na Universidade Lyon 1, envolvendo uma melhor compreensão do comportamento reológico e, mais recentemente, síntese e processamento de alto rendimento. Ele recebeu distinções de prestígio, como a medalha de bronze do CNRS (2021) e o prêmio conjunto de jovem cientista do French Polymer Group e da French Chemical Society (2022).

Abstract

Os vitrímeros têm como objetivo incorporar em redes de polímeros ligações cruzadas covalentes dinâmicas regidas por reações associativas e intercambiáveis.[1] Em altas temperaturas ou na presença de catalisadores, os equilíbrios químicos permitem a reorganização em larga escala e o relaxamento da tensão da rede e, portanto, a deformação plástica e o reprocessamento/soldagem da amostra. Esse conceito versátil tem sido aplicado a diferentes sistemas de polímeros, aproveitando uma variedade de reações de equilíbrio[2,3]. As sínteses e o processamento atuais de vitrímeros estão fortemente concentrados em formulações termofixas, ou seja, precursores líquidos curados em uma rede dinâmica de ligações cruzadas, ou modificação e funcionalização de termoplásticos na fusão.

Discutiremos os desafios encontrados durante o (re)processamento de vitrímeros e, em particular, os difíceis compromissos entre a resistência à fluência na temperatura de serviço e o processamento rápido em altas taxas de transferência. Ilustraremos estratégias recentes e promissoras:

Em uma primeira parte, discutiremos a desativação de reações de troca, particularmente úteis em sistemas de relaxamento rápido, que podem ser processados rapidamente, mas exigem desativação adicional de trocas para suprimir problemas de fluência. A caracterização avançada dessas desativações catalíticas será realizada usando modelos reológicos ad hoc e ilustrada pela reciclagem de elastômeros de silicone convencionais por catalisadores que promovem trocas de ligações de siloxano[4].

Em uma segunda etapa, apresentaremos nosso recente sucesso na formação de misturas de fases separadas entre uma fase de vitrímero e uma fase termoplástica por meio de processamento reativo. É possível obter uma rede de vitrímero percolante dinamicamente reticulada, que demonstra propriedades de tensão de escoamento e pode ser interrompida de forma reversível com alto cisalhamento. Essa estratégia de mistura permitiu, em particular, aumentar a escala da produção de misturas de vitrímero/PP para equipamentos de produção industrial convencionais e, de forma correspondente, para ferramentas de processamento convencionais (prensa de injeção, impressão 3D).

References

  1. D. Montarnal et al, Science 2011, 334, 965.
  2. M. Guerre et al, Chem. Sci. 2020, 11, 4855.
  3. A. Jourdain et al, Macromolecules 2020, 53, 1884.
  4. D. Z. Khedaioui et al, Angew. Chemie – Int. Ed. 2023, 62.
  5. L. M. A. Joosten et al, Adv. Funct. Mater. 2023, 2306882.