Tuning of thermally-induced shape memory properties of low-cost biocompatible linear and chemically crosslinked isobornyl/isobutylacrylate copolymers - Université de Lille Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Composites Science and Technology Année : 2022

Tuning of thermally-induced shape memory properties of low-cost biocompatible linear and chemically crosslinked isobornyl/isobutylacrylate copolymers

Résumé

A series of binary low-cost biobased copolymers was elaborated from isobornylacrylate (IBOA) and isobornyl (IsoBA) monomers applying UV-visible induced free radical polymerization, yielding linear and crosslinked architectures. Thermo-mechanical measurements revealed that the elaborated random copolymers exhibit single glass transition temperatures, which can be adjusted on a broad temperature range by varying the amount of IBOA- and HDDA-units. Governed by the glass transition, linear high molecular weight IBOA-isoBA copolymers exhibit good thermally induced shape memory properties related to the occurrence of strong physical entanglements, reinforced by the presence of the voluminous isobornylene groups. Fixity and recovery ratios were found to be in the same order of magnitude when compared to crosslinked thermoplastics and thermosetting polymers. Linear IBOA-isoBA copolymers maintain their form memory properties even after several application cycles, confirming the efficiency of the presence of physical crosslinking. These findings can be explained by the high entanglement molecular weight of 44 kg/mol providing an important elasticity as well as by an elevated glassy/rubbery moduli ratio of around 3000, facilitating deformation and fixing modes.
Une série de copolymères biosourcés binaires à faible coût a été élaborée à partir de monomères d'acrylate d'isobornyle (IBOA) et d'isobornyle (IsoBA) appliquant une polymérisation radicalaire induite par UV-visible, donnant des architectures linéaires et réticulées. Des mesures thermomécaniques ont révélé que les copolymères aléatoires élaborés présentent des températures de transition vitreuse uniques, qui peuvent être ajustées sur une large plage de températures en faisant varier la quantité d'unités IBOA et HDDA. Gouvernés par la transition vitreuse, les copolymères linéaires IBOA-isoBA de haut poids moléculaire présentent de bonnes propriétés de mémoire de forme induites thermiquement liées à l'apparition de forts enchevêtrements physiques, renforcées par la présence des groupements isobornylène volumineux. Les rapports de fixité et de récupération se sont révélés être du même ordre de grandeur par rapport aux thermoplastiques réticulés et aux polymères thermodurcissables. Les copolymères linéaires IBOA-isoBA conservent leurs propriétés de mémoire de forme même après plusieurs cycles d'application, confirmant l'efficacité de la présence d'une réticulation physique. Ces découvertes peuvent s'expliquer par le poids moléculaire d'enchevêtrement élevé de 44 kg/mol procurant une élasticité importante ainsi que par un rapport de modules vitreux/caoutchouteux élevé d'environ 3000, facilitant les modes de déformation et de fixation.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-03871586 , version 1 (25-11-2022)

Identifiants

Citer

Nouh Zeggai, Zohra Bouberka, Frédéric Dubois, Lamia Bedjaoui, Tewfik Bouchaour, et al.. Tuning of thermally-induced shape memory properties of low-cost biocompatible linear and chemically crosslinked isobornyl/isobutylacrylate copolymers. Composites Science and Technology, 2022, COMPOSITES SCIENCE AND TECHNOLOGY, 219, pp.109213. ⟨10.1016/j.compscitech.2021.109213⟩. ⟨hal-03871586⟩
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