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Effect of the microstructure of n-butyl acrylate/N-isopropylacrylamide copolymers on their thermo-responsiveness, self-organization and gel properties in water

Authors :
Stéphane Gineste
Fang Yin
Mariana Beija
Juliette S. Behra
Nancy Lauth-de Viguerie
Bruno Payré
Annie Brûlet
Juliette Fitremann
Mathias Destarac
Jean-Daniel Marty
Interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique (IMRCP)
Institut de Chimie de Toulouse (ICT)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Institut Ecologie et Environnement (INEE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de Recherche Fluides, Energie, Réacteurs, Matériaux et Transferts (FERMAT)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
IDeAS - Interfaces Dynamiques et Assemblages Stimulables (IDeAS)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT)
P3R - Polymères de Précision par Procédés Radicalaires (P3R)
LLB - Matière molle et biophysique (MMB)
Laboratoire Léon Brillouin (LLB - UMR 12)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre de Microscopie Électronique Appliquée à la Biologie (CMEAB)
Toulouse Réseau Imagerie-Genotoul ( TRI-Genotoul)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599)
Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Saclay
Hôpital de Rangueil
CHU Toulouse [Toulouse]-CHU Toulouse [Toulouse]-Toulouse Réseau Imagerie-Genotoul ( TRI-Genotoul)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Source :
Journal of Colloid and Interface Science, Journal of Colloid and Interface Science, 2020, 578, pp.685-697. ⟨10.1016/j.jcis.2020.06.005⟩, Journal of Colloid and Interface Science, Elsevier, 2020, 578, pp.685-697. ⟨10.1016/j.jcis.2020.06.005⟩
Publication Year :
2020
Publisher :
Elsevier BV, 2020.

Abstract

International audience; AbstractHypothesisPolymer composition, microstructure, molar mass, architecture… critically affect the properties of thermoresponsive polymers in aqueous media.ExperimentsThe behaviour of n-isopropylacrylamide and n-butyl acrylate-based copolymers of variable composition and structure (statistical, diblock or triblock) was studied in solution at different temperatures and concentrations with turbidimetry measurements, differential scanning calorimetry, electronic microscopy, rheology and scattering experiments.FindingsThis study illustrates how it is possible through chemical engineering of the microstructure of amphiphilic thermoresponsive polymers to modulate significantly the self-assembly, morphological and mechanical properties of these materials in aqueous media. Statistical structures induced a strong decrease of cloud point temperature compared to block structures with similar composition. Moreover, block structures lead below the transition temperature to the formation of colloidal structures. Above the transition temperature, the formation of colloidal aggregates is observed at low concentrations, and at higher concentrations the formation of gels. Neutron scattering and light scattering measurements show that for a given composition diblock structures lead to smaller colloids and mesoglobules than their triblock counterparts. Moreover, diblock structures, compared to triblock analogs, allow the formation of gels that do not demix with time (no synaeresis) but that are softer than triblock gels.Graphical abstractThe microstructural engineering of amphiphilic thermoresponsive copolymers of n-butyl acrylate and N-isopropylacrylamide allows significant modulations of the self-assembly, morphological and mechanical properties of these materials in aqueous media.

Details

ISSN :
00219797 and 10957103
Volume :
578
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Colloid and Interface Science
Accession number :
edsair.doi.dedup.....08a9b319c81926ca1e280c33f1be927e
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.jcis.2020.06.005