Polymer brushes

Polymer brushes are the simplest and most effective approach to modify surface properties with a grafted polymer monolayer. We have exploited the two strategies of « grafting from » and « grafting onto » by making the most of either method. For example, the delicate synthesis of polyampholyte brushes was performed with the « grafting from » approach using controlled radical polymerization. On the other hand, we have shown the simplicity of the « grafting onto » approach for the synthesis of commonly used polymer brushes such as poly(sodium acrylate) or poly(N-isopropylacrylamide).

We have studied the swelling of polymer brushes (neutral, strong and weak polyelectrolytes) showing that the experimental data are in good agreement with the scaling laws predicted by theoretical models. We used a new normalized representation that allows to show a general behavior of all polymer brushes with a master curve for neutral polymer brushes in good solvent and another master curve for polyelectrolyte brushes.

Les brosses de polymères constituent l’approche la plus simple et efficace pour modifier les propriétés de surface avec une monocouche greffée de polymères. Nous avons exploité les deux stratégies que sont le « grafting from » et le « grafting onto » en tirant le meilleur parti de l’une ou l’autre des deux méthodes. Par exemple, la synPhD délicate des brosses de polyampholytes a été réalisée avec l’approche « grafting from » par polymérisation radicalaire contrôlée. De l’autre côté, nous avons montré la simplicité de l’approche « grafting onto » pour la synPhD des brosses de polymères communément utilisées comme le poly(acrylate de sodium) ou le poly(N-isopropylacrylamide).

Nous avons étudié le gonflement des brosses de polymère (neutres, polyélectrolytes forts et faibles) en montrant que les données expérimentales sont en bon accord avec les lois d’échelles prédites par les modèles théoriques. Nous avons utilisé une nouvelle représentation normalisée qui permet de montrer un comportement général de toutes les brosses de polymère avec une courbe maîtresse pour les brosses de polymère neutre en bon solvant et une autre courbe maîtresse pour les brosses de polyélectrolyte.

Sanjuan, S.; Perrin, P.; Pantoustier, N.; Tran, Y. Synthesis and swelling behavior of pH-responsive polybase brushes. Langmuir 2007, 23, 5769-5778.

Sanjuan, S.; Tran, Y. Synthesis of random polyampholyte brushes by Atom Transfer Radical Polymerization. J. Polymer Sci. Part A: Polym. Chem. 2008, 46, 4305-4319.

Sanjuan, S.; Tran, Y. Stimuli-responsive interfaces using random polyampholyte brushes. Macromolecules 2008, 41, 8721-8728.

Sudre, G.; Siband, E.; Gallas, B.; Cousin, F.; Hourdet, D.; Tran, Y. Responsive adsorption of N-Isopropylacrylamide based copolymers on polymer brushes. Polymers 2020, 12, 153.