Synthèse et caractérisation de copolymères hydrogels basés sur le poly (acrylamide-co-acide maléique) et poly (acrylamide-co-acide itaconique)

Abstract

L’importance des hydrogels réside essentiellement dans leurs capacités d’absorption et de rétention des solutions aqueuses à des valeurs importantes. Ces propriétés sont beaucoup plus améliorées pour les hydrogels dits « intelligents » qui peuvent montrer des phénomènes de gonflement discontinus, très dépendant d’un léger changement des facteurs extérieurs, du pH notamment. Notre objectif est d’abord de montrer la possibilité de synthèse des hydrogels copolymères sensibles au pH basés sur l’acrylamide et un acide bi-carboxylique, à savoir l’acide maléique et l’acide itaconique, ensuite d’étudier et de comparer leur comportement du gonflement vis-à-vis du pH, de la force ionique et de la composition ionique de solvant avec celui de l'hydrogel de base (poly (acrylamide)). Pour cela deux séries d'hydrogels copolymères ont été préparées, l’une basée sur l’acrylamide et l’acide maléique et l’autre basée sur l’acrylamide et l’acide itaconique. La gélification a été obtenue par copolymérisation radicalaire en solution à température ambiante, initiée par le couple (persulfate de potassium et le N,N,N,N’ tetraméthyl éthylène diamine) en présence de (N,N'méthylène- bis-acrylamide) comme agent réticulant. L’analyse par (FTIR) a démontré la validation de nos synthèses. Les effets de la variation du pH, de la force ionique et de la composition ionique du solvant (Na+, Ca2+ et Al3+) dans le gonflement des hydrogels ont été étudiés. Le comportement du gonflement dans les solutions aqueuses a été amélioré par rapport à celui présenté par l’hydrogel de base (poly (acrylamide)). La sensibilité au pH a été démontrée pour nos hydrogels. La sensibilité maximale a été déterminée avec l’augmentation du pH et qu’elle a été observée pour la valeur de pH=9,18. Enfin, des études préliminaires ont été faites sur le gonflement dans les solutions salines et sur le cycle gonflement-dégonflement dans les solutions basique et acide afin de démontrer la possibilité d’utiliser ces hydrogels dans différents domaines, notamment environnemental, particulièrement en tant que système de détection des éléments nocifs métaux lourds, par exemple