Cette étude porte sur l'élaboration de matériaux polymères nanostructurés à base de poly(méthacrylate de méthyle) (PMMA) et de polyamide-6 (PA-6). Les mélanges sont réalisés par extrusion réactive, c'est à dire par mélangeage en fondu de chaînes de polymères portant des groupes mutuellement réactifs. La réaction de greffage a lieu entre la fonction amine en bout de chaîne du PA-6 et des groupes anhydride le long des chaînes de PMMA. Les compositions des mélanges extrudés et des copolymères formés peuvent être déterminées, dans la plupart des systèmes, à l'aide d'une méthode de caractérisation principalement basée sur la chromatographie d'exclusion stérique. Ces résultats combinés à la microscopie électronique en transmission ont permis de déterminer les caractéristiques optimales des polymères employés (composition du PMMA réactif et taille des chaînes de PA-6) afin de former des mélanges nanostructurés. Dans ce système, la formation de mélanges nanostructurés est limitée à des PA-6 de faible masse molaire. En revanche, lorsqu'un copolymère à bloc contenant deux blocs PMMA fonctionnalisés anhydride et un bloc central incompatible est utilisé dans les mélanges, la taille de la dispersion n'est que légèrement affectée par la taille des chaînes de PA-6. La cristallinité du PA dans les matériaux nanostructurés a été étudiée. Les propriétés des matériaux étudiées ici (résistance aux solvants et évolution du module de conservation avec la température) peuvent être corrélées à leur structuration et à la connectivité des domaines de PA-6 dans le matériau.

Mots clés : extrusion réactive, polyamide, PMMA, nanostructuration, copolymères greffés

Graft copolymers and nanostructured blends of polymethylmethacrylate and polyamide-6

This work focuses on the synthesis of nanostructured polymeric materials based on polymethylmethacrylate (PMMA) and polyamide-6 (PA-6). Blends are prepared by reactive blending, namely melt-mixing of polymers bearing mutually reactive groups. The grafting reaction occurs between the amino end-group of PA-6 and glutaric anhydride units distributed along PMMA backbones. The compositions of the extruded blend and of the graft copolymer can be estimated in most cases using a method based on size exclusion chromatography. These results combined to transmission electron microscopy were used to design the polymer system (composition of functionalized PMMA and length of PA chains) to achieve stable nanostructured blends. In PMMA/PA-6 blends, PA-6 grafts must be short to get fine morphologies. When a triblock copolymer, composed of a central part incompatible with functionalized PMMA end-blocks, is used in the blends, stable nanostructured blends are achieved whatever the length of PA chains is. Crystallinity of PA-6 in the blends was studied. The materials exhibit interesting properties like solvent and thermomechanical properties, which can be related to the self-assembly and the possibility to connect PA-6 domains throughout the materials.\\
Key words: reactive blending, polyamide, PMMA, self-assembly, graft copolymer