A-I.2.2. Polymérisation par condensation directe en
présence de catalyseur
Le monomère acide lactique est polymérisé
en présence d'un catalyseur sous une pression réduite (figure 4).
Le polymère obtenu a une masse moléculaire faible, car il est
difficile d'enlever l'eau complètement à partir du mélange
réactionnel de viscosité élevée ; par
conséquent, le polymère obtenu possède une masse
moléculaire de quelques dizains de milliers. La faible masse
moléculaire est l'inconvénient principal de la
polymérisation par polycondensation directe, ce qui a limité son
utilisation à moins que si le domaine d'application de ce
polymère exige qu'il soit de faible masse moléculaire. Cependant,
un polymère de haut poids moléculaire peut être obtenu au
moyen des agents d'accouplement de chaînes. Ces agents permettent de
relier une chaîne de polymère de faible masse avec une autre
chaîne de polymère de masse élevée. Les agents
d'accouplement de chaînes réagissent avec les deux groupements
terminaux (-OH et -COOH) (A. P. Gupta, 2007).
H2O
O
H
OH
CH3
HO
*
CH3
O
H
O *
Acide lactique Poly(acide lactique)
Figure 4. Synthèse de PLA par
polycondensation direct (D. E. Henton, 2005).
Avec l'utilisation d'un co-monomère
bi/multifonctionnels, les chaînes de PLA peuvent être
modifiées. En effet, les chaînes de PLA terminées par un
hydroxyle sont obtenues par polymérisation de l'acide lactique en
présence d'une petite quantité d'un composé
bi/multifonctionnel, citant par exemple : 2-butène 1,4-diol,
glycérol ou 1,4-butanediol, lesquels mènent a un groupement
hydroxyle préféré. Ce même concept peut être
utilisé pour la synthèse d'un PLA terminé par un
carboxyle, l'utilisation d'un acide carboxylique bi/multifonctionnels (acide
maléique, succinique, adipique,...) nous donne un polymère avec
un groupement carboxylique terminale. Le PLA peut aussi réagir avec un
anhydride acide (acide maléique ou succinique) pour convertir un
groupement hydroxyle vers un groupement carboxyle terminal (A. P.
Gupta, 2007 ; D. Garlotta, 2001).
A-I.2.2.1. Polymérisation par condensation
azéotropique
Dans cette approche, le problème d'élimination
de la vapeur d'eau est surmonté. En effet, un équilibre entre
monomère et polymère est provoqué, l'acide lactique est
donc polycondensé directement en donnant un polymère de masse
moléculaire élevée. Ajioka et al. (M. Ajioka, 1995
; M. Ajioka, 1998) ont synthétisé un polymère
(PLA) de haut poids moléculaire par une étape de
polymérisation par condensation azéotropique de l'acide lactique
en utilisant un solvant azéotropique approprié. Cette technique
de polymérisation réclame l'utilisation d'un catalyseur
très actif et d'un solvant peut volatil. L'eau comme sous produit est
extrait azéotropiquement, par contre le solvant est
entraîné sous reflux au sein de la réaction. Cette
technique de polymérisation permettre le choix de la température
réactionnel de telle sorte qu'elle soit inférieure a la
température de fusion de polymère, et ainsi la
dépolymérisation et la racémisation sont
empêchées d'une manière efficace durant le processus de
polymérisation. Il a été montré qu'au moyen de
cette méthode, un polymère (PLA) ultrapur et de masse
moléculaire d'environ 300 000 g/mol peut être obtenu (A.
P. Gupta, 2007).
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