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Title:
HYDROCARBON POLYMERS COMPRISING TWO EXO-VINYLENE CYCLIC CARBONATE TERMINAL GROUPS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/162627
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a hydrocarbon polymer comprising two exo-vinylene cyclic carbonate terminal groups, of formula (1), production method thereof and use of same for the production of coating, mastic and adhesive compositions.

Inventors:
MICHAUD, Guillaume (8 rue Martel, Compiegne, 60200, FR)
SIMON, Frédéric (191 rue du Maréchal Leclerc, Pont L'eveque, 60400, FR)
FOUQUAY, Stéphane (6 Parc de Lyons, Mont Saint Aignan, 76130, FR)
Application Number:
FR2016/050774
Publication Date:
October 13, 2016
Filing Date:
April 05, 2016
Export Citation:
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Assignee:
BOSTIK SA (253 avenue du Président Wilson, La Plaine Saint-Denis, 93210, FR)
International Classes:
C07D317/38; C08G61/08; C08G61/12; C08G71/04
Domestic Patent References:
WO2014091173A12014-06-19
WO2013144299A12013-10-03
WO2014091173A12014-06-19
WO2001004173A12001-01-18
WO2011038057A12011-03-31
Foreign References:
DE1098953B1961-02-09
EP2851379A12015-03-25
EP2851403A12015-03-25
US20130331532A12013-12-12
FR1550500A1968-12-20
DE1098953B1961-02-09
DE3433403A11986-03-20
US5849851A1998-12-15
Other References:
A.DIALLO ET AL., POLYMER CHEMISTRY, vol. 5, no. 7, 7 April 2014 (2014-04-07), pages 2583 - 2591
HILLMYER ET AL., MACROMOLECULES, vol. 28, 1995, pages 6311 - 6316
A.DIALLO ET AL., POLYMER CHEMISTRY
KOBAYASHI ET AL., J. AM. CHEM. SOC., vol. 133, 2011, pages 5794 - 5797
Attorney, Agent or Firm:
TRAN, Eugénie (Arkéma France, Département Propriété Industrielle420 rue D'Estienne d'Orves, Colombes Cedex, 92705, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1 . Polymère hydrocarboné comprenant deux groupements terminaux exo-vinylène cyclocarbonate, ledit polymère hydrocarboné étant de formule (1 ) suivante :

(1 )

dans laquelle :

• chaque liaison notée est une liaison simple carbone-carbone orientée géométriquement d'un côté ou de l'autre par rapport à la double liaison (cis ou trans) à laquelle elle est reliée ;

• les groupes R1 , R2, R3, R4, R5, R6, R7 et R8, identiques ou différents, sont choisis parmi un atome d'hydrogène, un atome d'halogène, un groupe alkyle, un groupe hétéroalkyle, un groupe alcoxycarbonyle ou un groupe hétéroalcoxycarbonyle,

• au moins un des groupes R1 à R8 pouvant faire partie d'un même cycle hydrocarboné ou hétérocycle, saturé ou insaturé, avec au moins un autre des groupes R1 à R8 ;

• au moins une des paires (R1 ,R2), (R3,R4), (R5,R6) et (R7,R8) pouvant être un groupe oxo ;

• x et y, identiques ou différents, sont des nombres entiers compris dans une fourchette allant de 0 à 5 ;

• les groupes R13, R14, R15 et R16 identiques ou différents, sont choisis parmi un atome d'hydrogène, un atome d'halogène, un groupe alkyle, un groupe hétéroalkyle, un groupe alcoxycarbonyle ou un groupe h étéroa I coxyca rbony I e , au moins un des groupes R13 à R16 pouvant faire partie d'un même cycle hydrocarboné ou hétérocycle, saturé ou insaturé, avec au moins un autre des groupes R13 à R16 ;

le groupe R17 est Ch , O, S, C(=O) ou NRo, Ro étant un groupe alkyle comportant de 1 à 22 ; et

n est un nombre entier supérieur ou égal à 2 et m est un nombre entier supérieur ou égal à 0, le rapport molaire m/n étant compris dans une fourchette allant de 0/100 à 90/10 ; n et m étant en outre tels que la masse molaire moyenne en nombre Mn du polymère hydrocarboné de formule (1 ) est comprise dans une fourchette allant de 400 à 50 000 g/mol ;

F1 est représenté ar la formule suivante :

• et F2 est représenté par la formule suivante :

dans lesquelles :

p1 et p2, identiques ou différents, représentent chacun un nombre entier égal à 0, 1 , 2 ou 3 ;

X est un atome d'oxygène ou un groupe azoté NR12 où R12 est un groupe alkyle en C1 -C6 ;

A est un groupe alkylène en C1 -C6 ;

R9 est un atome d'hydrogène, un groupe alkyle en C1 -C6, un groupe alkyle en C1 -C6 oxyalkyléné par un ou plusieurs groupes oxyalkylène en C1 -C6, un groupe cydoalkyle en C5-C6, un groupe phényle ou un groupe alkylphényle avec une chaîne alkyle en C1 -C4 ; R10 et R1 1 , identiques ou différents, représentent chacun un atome d'hydrogène, un groupe alkyle en C1 -C6, un groupe alkyle en C1 -C6 oxyalkyléné par un ou plusieurs groupes oxyalkylène en C1 -C6, un groupe cycloalkyle en C5-C6, un groupe phényle ou un groupe alkylphényle avec une chaîne alkyle en C1 -C4.

2. Polymère hydrocarboné comprenant deux groupements terminaux exo-vinylène cyclocarbonate selon la revendication 1 , dans lequel m est égal à 0, le polymère étant de formule (2) suivante :

(2)

dans laquelle : x, y, n, F1 , F2, R1 , R2, R3, R4, R5, R6, R7 et R8 étant tels que définis dans la revendication 1 .

3. Polymère hydrocarboné comprenant deux groupements terminaux exo-vinylène cyclocarbonate selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que X est un atome d'oxygène.

4. Polymère hydrocarboné comprenant deux groupements terminaux exo-vinylène cyclocarbonate selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que X est un groupe NR12 dans lequel R12 est tel que défini dans la revendication 1 ou 2

5. Polymère hydrocarboné comprenant deux groupements terminaux exo-vinylène cyclocarbonate selon l'une quelconque des revendications 1 , 2 et 4, caractérisé en ce que R12 est un groupe méthyle.

6. Polymère hydrocarboné comprenant deux groupements terminaux exo-vinylène cyclocarbonate selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que R9 est un atome d'hydrogène, R10 et R1 1 sont des groupes méthyle, et avec p1 = 0 ou p2 = 0.

7. Polymère hydrocarboné comprenant deux groupements terminaux exo-vinylène cyclocarbonate selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que p1 = p2 = 0.

8. Procédé de préparation d'au moins un polymère hydrocarboné comprenant deux groupements terminaux exo-vinylène cyclocarbonate selon l'une des revendications 1 à 7, ledit procédé comprenant au moins une étape de polymérisation par ouverture de cycle par métathèse, en présence :

- d'au moins un catalyseur de métathèse,

- d'au moins un agent de transfert de chaîne mono ou di-exovinylène cyclocarbonate respectivement de formule (C1 ) ou (C2) suivante : dans lesquelles :

• F1 et F2 sont tels que définis dans l'une quelconque des revendications 1 à 7, et

• la liaison est une liaison simple carbone-carbone orientée géométriquement d'un côté ou de l'autre par rapport à la double liaison (cis ou trans) dans la formule (C2) ;

- d'au moins un composé de formule (A) suivante :

(A)

dans laquelle :

• les groupes R1 , R2, R3, R4, R5, R6, R7 et R8, x et y sont tels que définis dans l'une quelconque des revendications 1 à 7 ;

et

- d'éventuellement au moins un composé de formule (B) :

(B)

dans laquelle :

• les groupes R13, R14, R15 et R16 sont tels que définis dans l'une quelconques des revendications 1 à 7 ;

pendant une durée de réaction allant de 2 à 24 heures et à une température comprise dans une fourchette allant de 20 à 60°C.

9. Procédé de préparation selon la revendication 8, ledit procédé étant tel que le rapport molaire du CTA de formule (C1 ) sur le composé de formule (A), ou sur la somme des composés de formules (A) et (B) si le composé de formule (B) est présent, est compris dans une fourchette allant de 1 .10~3 à 1 ,0 ou le rapport molaire du CTA de formule (C2) sur le composé de formule (A), ou sur la somme des composés de formules (A) et (B) si le composé de formule (B) est présent, est compris dans une fourchette allant de 0,5.10"3 à 0,5.

10. Procédé de préparation de polyuréthane comprenant la réaction la réaction d'au moins un polymère hydrocarboné de formule (1 ) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, avec au moins un composé comprenant au moins un groupement aminé.

1 1 . Polyuréthanes susceptibles d'être obtenus par le procédé de préparation selon la revendication 10.

12. Composé de formule (C2) tel que défini dans la revendication 8.

Description:
Polymères hydrocarbonés comprenant deux groupements terminaux exo- vinylène cyclocarbonate

La présente invention a pour objet des polymères hydrocarbonés comprenant deux groupements terminaux exo-vinylène cyclocarbonate (aussi désignés polymères hydrocarbonés à terminaisons exo-vinylène cyclocarbonate dans la présente demande).

L'invention concerne aussi l'utilisation de ces polymères hydrocarbonés pour la préparation de polyuréthanes, sans isocyanate, par réaction avec au moins un composé comprenant au moins un groupe aminé. Ces polyuréthanes, une fois formulés, sont destinés à être utilisés dans des compositions de revêtements, de mastics ou d'adhésifs.

La synthèse de polyuréthanes se fait traditionnellement par réaction entre un diol et un diisocyanate. Les diisocyanates sont des composés toxiques en tant que tels, et sont généralement obtenus à partir de phosgène, lui-même très toxique par inhalation ou par contact. Le procédé de fabrication utilisé dans l'industrie met généralement en œuvre la réaction d'une aminé avec un excès de phosgène pour former un isocyanate.

La recherche d'alternatives à la synthèse de polyuréthanes sans utiliser d'isocyanate (ou NIPU pour « Non Isocyanate PolyUrethane » en anglais, c'est-à-dire « polyuréthane sans isocyanate »), représente donc un enjeu majeur.

Cette recherche a fait l'objet de nombreuses études. Les pistes les plus étudiées concernent l'utilisation de polymères susceptibles de réagir avec des aminés ou oligomères d'amines pour former des polyuréthanes.

La demande de brevet WO 2014/091 173 au nom de Bostik et du

CNRS, décrit des polymères hydrocarbonés comprenant deux groupements terminaux à terminaison (2-oxo-1 ,3-dioxolan-4-yl) susceptibles d'être obtenus par polymérisation par ouverture de cycle par métathèse à partir d'au moins une cyclooléfine cyclique, au moins un agent de transfert de chaîne insaturé non cyclique comprenant un groupement terminal (2-oxo-1 ,3-dioxolan-4-yl), et au moins un catalyseur de métathèse.

Ces polymères peuvent ensuite réagir avec une (poly)amine pour former des polyuréthanes sans isocyanate qui peuvent être avantageusement utilisés pour formuler des compositions de revêtements, de mastics ou d'adhésifs. Toutefois, cette réaction est relativement longue et reste à améliorer.

L'exemple 4 de la demande de brevet WO 2014/091 173 divulgue notamment la réaction d'une polyoléfine insaturée comprenant deux groupements terminaux (2-oxo-1 ,3-dioxolan-4-yl)méthyl oxycarbonyle avec une diamine primaire de type polyéther diamine, utilisés en proportions stoechiométriques, pour former un polyuréthane pouvant être formulé sous la forme d'une composition adhésive bi-composant. La durée de cette réaction est de 12h à 80°C.

Afin de remédier aux inconvénients divulgués dans la demande de brevet WO 2014/091 173, il est proposé d'utiliser de nouveaux intermédiaires permettant la synthèse de polyuréthanes sans utiliser d'isocyanate, destinés notamment à la fabrication de compositions de revêtements, de mastics ou d'adhésifs.

Ainsi, la présente invention concerne un polymère hydrocarboné comprenant deux groupements terminaux exo-vinylène cyclocarbonate, ledit polymère hydrocarboné étant de formule (1 ) suivante :

(1 )

dans laquelle :

• chaque liaison notée est une liaison simple carbone-carbone orientée géométriquement d'un côté ou de l'autre par rapport à la double liaison (cis ou trans) à laquelle elle est reliée ;

• les groupes R1 , R2, R3, R4, R5, R6, R7 et R8, identiques ou différents, sont choisis parmi un atome d'hydrogène, un atome d'halogène, un groupe alkyle, un groupe hétéroalkyle, un groupe alcoxycarbonyle ou un groupe hétéroalcoxycarbonyle, au moins un, et de préférence un, des groupes R1 à R8 pouvant faire partie d'un même cycle hydrocarboné ou hétérocycle, saturé ou insaturé, avec au moins un autre, et de préférence avec un autre, des groupes R1 à R8, selon les règles de valence de la chimie organique ; au moins une des paires (R1 ,R2), (R3,R4), (R5,R6) et (R7,R8) pouvant être un groupe oxo ;

x et y, identiques ou différents, sont des nombres entiers compris dans une fourchette allant de 0 à 5, de préférence allant de 0 à 2, de façon encore plus préférée x est égal à 1 et y est égal à 1 , la somme x + y étant de préférence comprise dans une fourchette allant de 0 à 4 et de façon encore plus préférée allant de 0 à 2 ;

les groupes R13, R14, R15 et R16 identiques ou différents, sont choisis parmi un atome d'hydrogène, un atome d'halogène, un groupe alkyle, un groupe hétéroalkyle, un groupe alcoxycarbonyle ou un groupe h étéroa I coxyca rbony I e ,

au moins un des groupes R13 à R16 pouvant faire partie d'un même cycle hydrocarboné ou hétérocycle, saturé ou insaturé, avec au moins un autre des groupes R13 à R16, selon les règles de valence de la chimie organique ;

le groupe R17 est Ch , O, S, C(=O) ou NRo, Ro étant un groupe alkyle, de préférence linéaire, comportant de 1 à 22, de préférence de 1 à 14, atomes de carbone ; et

n est un nombre entier supérieur ou égal à 2 et m est un nombre entier supérieur ou égal à 0, le rapport molaire m/n étant compris dans une fourchette allant de 0/100 à 90/10, de préférence allant de 25/100 à 75/50, et étant plus préférentiellement égal à 50/50; n et m étant en outre tels que la masse molaire moyenne en nombre Mn du polymère hydrocarboné de formule (1 ) est comprise dans une fourchette allant de 400 à 50 000 g/mol, de préférence allant de 600 à 20 000 g/mol, et la polymolécularité (PDI) du polymère hydrocarboné de formule (1 ) est comprise dans une fourchette allant de 1 ,0 à 3,0, de préférence allant de 1 ,0 à 2,0, de façon encore plus préférée allant de 1 ,45 à 1 ,85 ; • F1 est représenté ar la formule suivante :

• et F2 est représenté par la formule suivante

dans lesquelles :

p1 et p2, identiques ou différents, représentent chacun un nombre entier égal à 0, 1 , 2 ou 3, avec de préférence p1 = 0 ou p2 = 0, et plus préférentiellement p1 = p2 = 0 ;

X est un atome d'oxygène ou un groupe azoté NR12 où R12 est un groupe alkyle en C1 -C6 ;

A est un groupe alkylène en C1 -C6 ;

R9 est un atome d'hydrogène, un groupe alkyle en C1 -C6, un groupe alkyle en C1 -C6 oxyalkyléné par un ou plusieurs groupes oxyalkylène en C1 -C6, un groupe cydoalkyle en C5-C6, un groupe phényle ou un groupe alkylphényle avec une chaîne alkyle en C1 -C4 ;

R10 et R1 1 , identiques ou différents, représentent chacun un atome d'hydrogène, un groupe alkyle en C1 -C6, un groupe alkyle en C1 -C6 oxyalkyléné par un ou plusieurs groupes oxyalkylène en C1 -C6, un groupe cydoalkyle en C5- C6, un groupe phényle ou un groupe alkylphényle avec une chaîne alkyle en C1 - C4.

De préférence, le groupe alkyle en C1 -C6 oxyalkyléné par un ou plusieurs groupes oxyalkylène en C1 -C6 tel qu'envisagé dans la définition de R9, R10 et R1 1 précédemment est un groupe alkyle en C1 -C4 oxyalkyléné par un ou plusieurs groupes oxyalkylène en C1 -C4 (tel que oxyméthylène, oxyéthylène, oxypropylène ou oxybutylène). Bien évidemment, toutes les formules sont données ici en accord avec les règles de valence de la chimie organique.

La chaîne principale du polymère de formule (1 ) comporte donc un ou deux types d'unités de répétition, un premier type d'unité de répétition répété n fois et un second type d'unité de répétition, optionnel, répété m fois.

Ainsi qu'il apparaît ci-dessus, les groupements terminaux F1 et F2 sont généralement symétriques par rapport à la chaîne principale, c'est-à-dire qu'ils se correspondent sensiblement, à l'exception des indices p1 et p2.

Dans la présente demande, en l'absence d'indication contraire :

- Par « groupement terminal », on entend un groupement situé en bout de chaîne (ou extrémité de la chaîne principale) du polymère. Le polymère selon l'invention comprend une chaîne principale, c'est-à-dire une chaîne plus longue, dont les deux extrémités sont les groupements terminaux du polymère selon l'invention.

- Par « groupement exo-vinylène cyclocarbonate », on entend un groupe F1 ou F2 tel que décrit précédemment.

- Par « groupe alkyle », on entend un composé hydrocarboné linéaire ou ramifié, cyclique (incluant polycyclique) ou acyclique, et comprenant sauf indication contraire généralement de 1 à 22 atomes de carbone. Un tel groupe alkyle comprend le plus souvent de 1 à 14, de préférence de 1 à 8, atomes de carbone.

- Par « groupe hétéroalkyle », on entend selon l'invention un groupe alkyle dans lequel au moins un des atomes de carbone est substitué par un hétéroatome choisi dans le groupe formé par O et S.

- Par « groupe alcoxycarbonyle », on entend un groupe (monovalent) alkyle, linéaire ou ramifié, saturé ou partiellement insaturé, comprenant de 1 à 22, de préférence de 1 à 14, atomes de carbone, ainsi qu'un groupe divalent - COO-.

- Par « groupe hétéroalcoxycarbonyle », on entend selon l'invention un groupe alcoxycarbonyle dans lequel au moins un des atomes de carbone est substitué par un hétéroatome choisi dans le groupe formé par O et S.

- Par « atome d'halogène », on entend un groupe iodo, chloro, bromo ou fluoro, de préférence chloro. - Par « cycle hydrocarboné », on entend un composé hydrocarboné cyclique (incluant polycyclique), saturé ou insaturé, pouvant comporter de 3 à 22 atomes de carbone et éventuellement au moins un groupe C=O.

- Par « hétérocycle », on entend un cycle hydrocarboné pouvant comprendre un autre atome que le carbone dans la chaîne du cycle, tel que par exemple l'oxygène, le soufre ou le groupe NRo tel que défini précédemment, à savoir un groupe alkyle, de préférence linéaire, comportant de 1 à 22, de préférence de 1 à 14, atomes de carbone.

- Par « au moins un des groupes R1 à R8 pouvant faire partie d'un même cycle hydrocarboné ou hétérocycle, saturé ou insaturé, avec au moins un autre des groupes R1 à R8, selon les règles de valence de la chimie organique », on entend selon l'invention que ces groupes, qu'ils soient portés ou non par le même carbone, sont liés ensemble par une chaîne hydrocarbonée (pouvant inclure les atomes de carbone de la chaîne principale du polymère de formule (1 )) comportant éventuellement au moins un groupe un groupe C=O et/ou au moins un hétéroatome tel que S ou O, de manière à former un cycle hydrocarboné ou un hétérocycle, tels que définis ci-dessus. Dans certains cas, ces groupes peuvent désigner des liaisons chimiques. Par exemple, lorsque l'un des groupes R3 ou R4 avec l'un des groupes R5 ou R6 forment ensemble avec les atomes de carbone de la chaîne principale du polymère de formule (1 ) les supportant, un cycle époxyde, ceux-ci désignent une liaison reliant l'atome de carbone les supportant à l'atome d'oxygène du groupe époxy. Ces définitions sont également applicables aux groupes R13 à R16.

- Par « paire (R1 ,R2) pouvant être un groupe oxo », on entend selon o l'invention que la paire (R1 ,R2) est telle que où C est l'atome de carbone qui supporte les deux groupes formant la paire (R1 ,R2). Cela est également applicable aux paires (R3,R4), (R5,R6) et (R7,R8).

La polymolécularité PDI (ou dispersité DM) est définie comme le rapport Mw / Mn, c'est-à-dire le rapport de la masse molaire moyenne en poids du polymère à la masse molaire moyenne en nombre dudit polymère. Les deux masses molaires moyennes Mn et Mw sont mesurées selon l'invention par chromatographie d'exclusion stérique (ou SEC, acronyme de « Size Exclusion Chromatography » en anglais), usuellement avec étalonnage PEG (PolyEthylèneGlycol) ou PS (Polystyrène), de préférence PS.

De préférence les groupes R5 à R8 sont chacun un atome d'hydrogène.

Si p1 = 0 ou p2 = 0, alors il n'y a pas de groupe divalent (CH2) P i ou (CH2) P 2 dans la formule F1 ou F2 et— (CH2) P i— devient une liaison simple— ou — (CH2) P 2— devient une liaison simple— .

Lorsque l'indice m, n ou n-1 , x ou y, qui s'applique à un ensemble de deux crochets est égal à zéro, cela signifie qu'il ' a pas de groupe entre les crochets aux uels cet indice s'applique. Ainsi, signifie nifie

Chacune des doubles liaisons du polymère de formule (1 ) est orientée géométriquement cis ou trans, et est de préférence d'orientation cis. Les isomères géométriques du polymère de formule (1 ) sont généralement présents en proportions variables, avec le plus souvent une majorité de cis (Z) et préférentiellement toutes les doubles liaisons sont orientées cis (Z). Il est aussi possible selon l'invention d'obtenir un seul des isomères géométriques, selon les conditions réactionnelles et en particulier selon la nature du catalyseur utilisé.

Les polymères de formule (1 ) selon l'invention peuvent être des polymères solides ou des polymères liquides, à température ambiante (environ 23°C).

De préférence, ce sont des polymères liquides à 23°C, c'est-à-dire ayant une viscosité allant de 1 à 500 000 mPa.s à 23°C.

De manière générale, la viscosité peut être mesurée de manière bien connue de l'homme du métier. En particulier, la viscosité peut être mesurée avec un viscosimètre Brookfield, en choisissant l'aiguille et la vitesse du module de manière appropriée, en fonction de la gamme de viscosité à mesurer. Selon une variante de l'invention, lorsque m est égal à 0, le polymère de formule (1 ) peut être représenté par la formule (2) suivante :

(2)

dans laquelle : x, y, n, F1 , F2, R1 , R2, R3, R4, R5, R6, R7 et R8 ont les significations données précédemment.

La formule (2) illustre le cas où la chaîne principale du polymère de formule (1 ) comporte un seul type d'unité de répétition, répétée n fois.

De façon particulièrement préférée, x est égal à 1 et y est égal à 1 .

Lorsque selon une variante préférée, m est égal à 0 et R1 à R8 désignent des atomes d'hydrogène, avec au moins une des paires (R1 ,R2), (R3,R4), (R5, R6) et/ou (R7,R8) pouvant désigner un groupe oxo, le polymère de formule (2) est solide à température ambiante.

Selon une autre variante de l'invention, de préférence :

• m est différent de zéro

et/ou

• l'un au moins des groupes R1 à R8 et/ou R13 à R16 comporte un groupement alkyle (et donc désigne un groupe différent d'un atome d'hydrogène et d'un atome d'halogène)

ou

• au moins un des groupes R1 à R8 fait partie d'un même cycle hydrocarboné ou hétérocycle, saturé ou insaturé, avec au moins un autre des groupes R1 à R8, selon les règles de valence de la chimie organique,

avec

• au moins une des paires (R1 ,R2), (R3,R4), (R5,R6) et/ou (R7,R8) pouvant désigner un groupe oxo. Dans ce cas, le polymère de formule (1 ) est liquide à température ambiante.

Selon un mode de réalisation particulier de l'invention F1 et F2 sont identiques.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, F1 et F2 sont différents.

Selon un mode de réalisation particulier, X est un atome d'oxygène. Selon un autre mode de réalisation particulier, X est un groupe NR12 où R12 est tel que défini précédemment.

De préférence :

• p1 ou p2 = 0, et plus préférentiel lement p1 =p2 = 0,

• X est un atome d'oxygène ou un groupe NR12 où R12 est un groupe méthyle,

• A est un groupe alkylène en C1 -C6,

· R9 est un atome d'hydrogène,

• R10 et R1 1 sont des groupes méthyle.

Les polymères hydrocarbonés à terminaisons exo-vinylène cyclocarbonate selon l'invention peuvent former, après réaction à des températures inférieures à 100°C avec des aminés ou oligomères d'amines, un joint adhésif qui présente des valeurs de cohésion élevées, en particulier supérieures à 1 ,5 MPa (mégapascal). De telles valeurs de cohésion permettent une utilisation comme adhésif, par exemple dans le domaine de la construction, du transport ou de l'industrie en général.

L'aptitude qu'ont les polymères hydrocarbonés à terminaisons exo- vinylène cyclocarbonate selon l'invention à réagir plus rapidement comparativement à ceux de l'art antérieur avec des aminés ou oligomères d'amines à des températures inférieures à 100°C, voire à température ambiante (c'est-à-dire environ 23°C) pour les polymères liquides de l'invention, est donc particulièrement avantageuse.

Les polymères hydrocarbonés à terminaisons exo-vinylène cyclocarbonate selon l'invention permettent ainsi d'obtenir un joint adhésif avec des propriétés mécaniques satisfaisantes, plus rapidement comparativement aux polymères hydrocarbonés de l'art antérieur cité précédemment.

Les propriétés mécaniques du joint adhésif, et notamment ses valeurs de cohésion, peuvent être mesurées conformément à la norme ISO 527-1 ou ASTM D 638-03, et notamment dans les conditions opératoires décrites dans l'exemple 9 de la demande de brevet FR No. 15/50500. Dans cet exemple, la mesure de la résistance et de l'allongement à la rupture par essai de traction a été effectuée, pour chacune des compositions adhésives, selon le protocole décrit ci-après.

Le principe de la mesure de la résistance et de l'allongement à la rupture des compositions adhésives par essai de traction consiste à étirer dans une machine de traction, dont la mâchoire mobile se déplace à une vitesse constante égale à 100 mm/min, une éprouvette standard constituée de la composition adhésive réticulée et à enregistrer, au moment où se produit la rupture de l'éprouvette, la contrainte de traction appliquée (en MPa) ainsi que l'allongement de l'éprouvette (en %).

L'éprouvette standard est en forme d'haltère, comme illustré dans la norme internationale ISO 37. La partie étroite de l'haltère utilisée a pour longueur 20 mm, pour largeur 4 mm et pour épaisseur 500 μιτι.

Pour préparer l'haltère, la composition adhésive a été chauffée à

100°C, puis extrudée sur une feuille A4 de papier siliconé en une quantité suffisante pour former sur celle-ci un film ayant une épaisseur de 300 μιτι. Le film est laissé durant 7 jours à 23 °C et 50% d'humidité relative pour réticulation, puis l'haltère est obtenue par simple découpe dans le film réticulé.

L'invention concerne encore un procédé de préparation d'au moins un polymère hydrocarboné comprenant deux groupements terminaux exo-vinylène cyclocarbonate selon l'invention, ledit procédé comprenant au moins une étape de polymérisation par ouverture de cycle par métathèse (ou « Ring-Opening Metathesis Polymerization» en anglais), en présence :

- d'au moins un catalyseur de métathèse, de préférence un catalyseur comprenant du ruthénium, de façon encore plus préférée un catalyseur de Grubbs, - d'au moins un agent de transfert de chaîne (CTA pour « Chain Transfer Agent » en anglais) mono ou di-exo vinylène cyclocarbonate respectivement de formule (C1 ) ou (C2) suivante :

dans lesquelles :

• F1 et F2 sont tels que définis précédemment, et

• la liaison - fJ est une liaison simple carbone-carbone orientée géométriquement d'un côté ou de l'autre par rapport à la double liaison (cis ou trans) dans la formule (C2) ;

- d'au moins un composé de formule (A) suivante :

(A)

dans laquelle :

• les groupes R1 , R2, R3, R4, R5, R6, R7 et R8, identiques ou différents, sont choisis parmi un atome d'hydrogène, un atome d'halogène, un groupe alkyle, un groupe hétéroalkyle, un groupe alcoxycarbonyle ou un groupe hétéroalcoxycarbonyle,

• au moins un des groupes R1 à R8 pouvant faire partie d'un même cycle hydrocarboné ou hétérocycle, saturé ou insaturé, avec au moins un autre des groupes R1 à R8, selon les règles de valence de la chimie organique, et

• au moins une des paires (R1 ,R2), (R3,R4), (R5,R6) et (R7,R8) pouvant être un groupe oxo ;

• x et y sont des nombres entiers indépendamment compris dans une fourchette allant de 0 à 5, de préférence allant de 0 à 2, de façon encore plus préférée x est égal à 1 et y est égal à 1 , la somme x + y étant de préférence comprise dans une fourchette allant de 0 à 4 et de façon encore plus préférée allant de 0 à 2 ;

et

- d'éventuellement au moins un composé de formule (B) :

(B)

dans laquelle :

• les groupes R13, R14, R15 et R16, identiques ou différents, sont choisis parmi un atome d'hydrogène, un atome d'halogène, un groupe hétéroalkyle, un groupe alcoxycarbonyle et un groupe h étéroa I coxyca rbony I e ,

• au moins un, et de préférence un, des groupes R13 à R16 pouvant faire partie d'un même cycle ou hétérocycle saturé ou insaturé avec au moins un autre, et de préférence avec un autre, des groupes R13 à R16, selon les règles de valence de la chimie organique ; et

• le groupe R17 est CH2, O, S, C(=O) ou NRo, Ro étant un groupe alkyle, de préférence linéaire, comportant de 1 à 22, de préférence de 1 à 14, atomes de carbone ;

pendant une durée de réaction allant de 2 à 24 heures et à une température comprise dans une fourchette allant de 20 à 60°C.

La durée et la température pour cette réaction de polymérisation dépendent généralement des conditions de réaction et en particulier du taux de charge catalytique. L'homme du métier est à même de les adapter en fonction des circonstances.

Le CTA est un composé qui comprend une ou deux fonctions exo- vinylène cyclocarbonate. Le CTA de formule (C1 ) est dit monofonctionnel lorsqu'il comporte un groupement exo-vinylène cyclocarbonate.

Le CTA de formule (C2) est dit difonctionnel lorsqu'il comporte deux groupements exo-vinylène cyclocarbonate, pouvant être identiques ou différents.

Le rapport molaire du CTA de formule (C1 ) sur le composé de formule

(A), ou sur la somme des composés de formules (A) et (B) si le composé de formule (B) est présent, est compris dans une fourchette allant de 1 .10 "3 à 1 ,0 et de préférence allant de 1 .10 "2 à 0,250.

Le rapport molaire du CTA de formule (C2) sur le composé de formule (A), ou sur la somme des composés de formules (A) et (B) si le composé de formule (B) est présent, est compris dans une fourchette allant de 0,5.10 "3 à 0,5 et de préférence allant de 0,5.10 "2 à 0,125.

Les composés de formule (A) comprennent généralement de 6 à 30, de préférence de 6 à 22, atomes de carbone.

Les composés de formule (B) comprennent généralement de 6 à 30, de préférence de 6 à 22, atomes de carbone.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, x = y = 1 .

La polymérisation par ouverture de cycle par métathèse (ou ROMP pour « Ring-Opening Methathesis Polymerization » en anglais) est une réaction bien connue de l'homme du métier. Dans la présente demande, cette réaction est mise en œuvre en présence d'un CTA mono-fonctionnel de formule (C1 ) ou d'un CTA difonctionnel de formule (C2).

Les composés cycliques de formule (A) sont de préférence, selon l'invention, choisis dans le groupe formé par le cycloheptène, le cyclooctène, le cyclononène, le cyclodécène, le cycloundécène, le cyclododécène, le 1 ,5-cyclooctadiène, le cyclononadiène, le 1 ,5,9-cyclodécatriène, le 5-époxy- cyclooctène, le 5-oxocyclooctène, les 5-alkyl-cyclooctène dont la partie alkyle en C1 -C22, et préf

Le cyclooctène le 5-oxocyclooctène et les 5-alkyl-cyclooctène , où R est un groupe alkyle comprenant de 1 à 22, de préférence 1 à 14, atomes de carbone, sont préférés selon l'invention ; le cyclooctène étant tout particulièrement préféré. Par exemple, R est un groupe n-hexyle.

Les composés cycliques de formule (B) sont de préférence selon l'invention choisis dans le groupe formé par les norbornène (NBN), dicyclopentadiène et 7-oxanorbornène qui sont respectivement de formules suivantes :

Les composés cycliques de formule (B) peuvent également être choisis dans le groupe formé par les composés de formules suivantes :

dans lesquelles : R est un groupe alkyl comprenant de 1 à 22, de préférence 1 à 14, atomes de carbone. Par exemple, R est un groupe n-hexyle.

Les composés cycliques de formule (B) peuvent également être choisis dans le groupe formé par les produits d'addition (ou adducts en anglais) issus de la réaction de Diels-Alder utilisant le cyclopentadiène ou le furane comme produit de départ, ainsi que les composés dérivés du norbornène tels que décrits dans WO 2001/04173 (tels que : carboxylate d'isobornyl norbornène, carboxylate de phényl norbornène, carboxylate d'éthylhéxyle norbornène, carboxylate de phénoxyéthyle norbornène et alkyl dicarboxymide norbornène, l'alkyl comportant le plus souvent de 3 à 8 atomes de carbone) et ceux décrits dans WO 201 1/038057 (anhydrides dicarboxyliques de norbornène et éventuellement anhydrides dicarboxyliques de 7-oxanorbornène).

Selon un premier mode de réalisation du procédé de préparation selon l'invention (appelé « voie CTA monofonctionnel »), le CTA utilisé est de formule (C1 ) définie précédemment et pouvant également être représentée comme suit, avec p1 , X, A, R9, R10 et R1 1 ayant les significations données précédemment :

(C1 )

Dans ce cas, de préférence,

• p1 = 0,

• X est un atome d'oxygène ou un groupe NR12 où R12 est un groupe méthyle,

• A est un groupe alkylène en C1 -C6,

• R9 est un atome d'hydrogène,

• R10 et R1 1 sont des groupes méthyle.

Le composé de formule (C1 ) peut être obtenu selon le schéma (1 ) ci- dessous, en suivant les modes opératoires décrits dans les demandes de brevet DE1098953 et DE3433403, p1 , X, A, R9, R10 et R1 1 ayant les significations données précédemment :

H

(C1 )

Schéma (1)

Selon un second mode de réalisation du procédé de préparation selon l'invention (appelé « voie CTA difonctionnel »), le CTA2 est de formule (C2) définie précédemment et pouvant également être représentée comme suit, avec p1 , p2, Z, X, A, R9, R10, R1 1 et - r" '" ayant les significations données précédemment :

(C2)

Dans ce cas, de préférence,

p1 ou p2 = 0, et plus préférentiellement p1 =p2=0,

X est un atome d'oxygène ou un groupe NR12 où R12 est un groupe méthyle,

A est un groupe alkylène en C1 -C6,

R9 est un atome d'hydrogène,

R10 et R1 1 sont des groupes méthyle. Le composé de formule (C2) peut être obtenu selon le schéma (2) ci- dessous, correspondant à une variante originale du schéma (1 ), p1 , p2, X, A, R9, R10 et R1 1 ayant les significations données précédemment :

(C2)

Schéma (2)

L'étape de polymérisation par ouverture de cycle par métathèse est mise en œuvre le plus souvent en présence d'au moins un solvant, généralement choisi dans le groupe formé par les solvants aqueux ou organiques typiquement utilisés dans les réactions de polymérisation et qui sont inertes dans les conditions de la polymérisation sus-décrites.

A titre d'exemple de solvant pouvant être mis en œuvre, on peut citer par exemple, les hydrocarbures aromatiques, les hydrocarbures chlorés, les éthers, les hydrocarbures aliphatiques, les alcools, l'eau ou leurs mélanges.

De préférence, le solvant est choisi dans le groupe formé par le benzène, le toluène, le para-xylène, le chlorure de méthylène, le dichloroéthane, le dichlorobenzène, le chlorobenzène, le tétrahydrofurane, le diéthyl éther, le pentane, l'hexane, l'heptane, le méthanol, l'éthanol, l'eau ou leurs mélanges.

Plus préférentiellement, le solvant est choisi dans le groupe formé par le benzène, le toluène, le para-xylène, le chlorure de méthylène, le dichloroéthane, le dichlorobenzène, le chlorobenzène, le tétrahydrofurane, le diéthyl éther, le pentane, l'hexane, l'heptane, le méthanol, l'éthanol, et leurs mélanges.

Mieux encore, le solvant est le toluène, l'heptane, ou un mélange de toluène et de chlorure de méthylène. La solubilité du polymère formé au cours de la réaction de polymérisation dépend généralement et principalement du choix du solvant et de la masse molaire du polymère obtenu. Il est aussi possible que la réaction soit mise en œuvre sans solvant.

Le catalyseur de métathèse, tel que par exemple un catalyseur de Grubbs, est généralement un produit du commerce.

Le catalyseur de métathèse est le plus souvent un catalyseur comprenant au moins un métal de transition, tel que le ruthénium, le plus souvent sous la forme de complexe.

De préférence, le catalyseur de métathèse est choisi parmi les complexes du ruthénium tel qu'un complexe ruthénium-carbène.

Plus préférentiellement, le catalyseur de métathèse est choisi parmi les catalyseurs de Grubbs.

Par « catalyseur de Grubbs », on entend généralement selon l'invention un catalyseur de Grubbs 1 ère ou 2 ème génération, mais aussi tout autre catalyseur de type Grubbs (de type ruthénium-carbène) accessible à l'homme du métier, tel que par exemple les catalyseurs de Grubbs substitués décrits dans le brevet US 5,849,851 .

Un catalyseur de Grubbs 1 ère génération est généralement de formule

(G1 ) :

dans laquelle :

- Ph est le groupe phényle

- Cy est le groupe cyclohexyle, et

- P(Cy)3 est un groupe tricyclohexylphosphine La dénomination IUPAC du catalyseur (G1 ) est : benzylidène- bis(tricyclohexylphosphine) dichlororuthénium (de numéro CAS 172222-30-9).

Un catalyseur de Grubbs 2 ème génération est généralement de formule

(G2) :

dans laquelle :

- Ph est le groupe phényle,

- Cy est le groupe cyclohexyle, et

- P(Cy)3 est un groupe tricyclohexylphosphine.

La dénomination IUPAC du catalyseur (G2) est : benzylidène [1 ,3- bis(2,4,6-triméthylphényl)-2-imidazolidinylidène]dichloro (tricyclohexylphosphi ruthénium (de numéro CAS 246047-72-3).

De préférence, le catalyseur est un catalyseur de Grubbs 2 ème génération, tel que défini par exemple par la formule (G2).

L'invention concerne également un procédé de préparation de polyuréthane comprenant la réaction d'au moins un polymère hydrocarboné à terminaisons exo-vinylène cyclocarbonate selon l'invention, susceptible notamment d'être obtenu par le procédé de préparation selon l'invention, avec au moins un composé comprenant au moins un, de préférence au moins deux, groupements aminés, par exemple choisi parmi les monoamines, les diamines, les triamines et les autres polyamines ; ainsi que les polyuréthanes susceptibles d'être obtenus par ce procédé de préparation.

Les composés aminés sus-décrits sont de préférence telles qu'au moins un groupement aminé, de préférence tous les groupements aminés, sont des groupements aminés primaires. Ces composés aminés peuvent être des oligomères. Ces oligomères ont généralement une masse molaire moyenne en nombre inférieure à 2000. De préférence, les polymère(s) hydrocarboné(s) à terminaisons exo- vinylène cyclocarbonate et composé(s) aminés sont utilisés en quantités telles que l'ensemble des groupes exo-vinylène cyclocarbonate du (des) polymère(s) ont réagi avec un groupe amine d'un composé aminé pour former un groupe uréthane.

Plus préférentiellement, les polymère(s) hydrocarboné(s) à terminaisons exo-vinylène cyclocarbonate sont mis à réagir avec un ou plusieurs (poly)amine(s) primaire(s) en quantités stoechiométriques, c'est-à-dire que le rapport molaire du nombre de groupes cyclocarbonates sur le nombre de groupes aminés primaires est environ égal à 1 .

Les polyuréthanes ainsi obtenus, qui sont nouveaux, ont été avantageusement préparés sans isocyanate.

Ces polyuréthanes, une fois formulés (c'est-à-dire mis en formulation avec d'autres additifs éventuels), sont destinés à être utilisés en tant que tels comme compositions de revêtements, de mastics ou d'adhésifs, ou dans des compositions de revêtements, de mastics ou d'adhésifs, par exemple en tant que charges et/ou en tant que résines. Il est aussi possible de formuler indépendamment le polymère à terminaisons exo-vinylène cyclocarbonate selon l'invention et le composé comprenant au moins un groupement amine, avant leur mélange, notamment sous la forme d'une composition bi-composant.

L'invention sera mieux comprise à la vue des exemples qui suivent.

EXEMPLES

Les exemples qui suivent illustrent l'invention sans pour autant en limiter la portée.

I - Exemples 1 à 9 : Synthèse d'un polymère à terminaisons exo-vinylène cyclocarbonate selon l'invention

Les polymères hydrocarbonés à terminaisons exo-vinylène cyclocarbonate des exemples 1 à 9 ont été obtenus à l'aide des étapes suivantes :

1 - une étape de synthèse de(s) cyclooléfine(s) de formules (A) et/ou (B),

2- une étape de synthèse de l'agent de transfert (CTA) de formule (C1 ) ou (C2), 3- une étape de polymérisation par ouverture de cycle par métathèse de cyclooléfine de formule (A) et éventuellement de composé de formule (B) en présence d'un catalyseur de Grubbs et de l'agent de transfert, l'étape 1 étant de préférence facultative lorsque les cyclooléfine(s) des formules (A) et (B) sont disponibles dans le commerce.

Les réactions de polymérisation par ouverture de cycle par métathèse mises en œuvre dans les exemples 1 à 9 sont représentées par les schémas généraux (3) et (4), utilisant respectivement un CTA monofonctionnel (C1 ) et un CTA difonctionnel (C2), et seront explicités au cas par cas dans les exemples.

(A) (B) (C1 )

Schéma (3)

(A) (B) (C2)

Schéma (4)

Dans ces schémas (3) et (4) :

- 1 équiv. signifie un équivalent et correspond à la quantité de catalyseur de métathèse utilisée ;

- DCM signifie dichlorométhane ;

- (A) et (B) sont les cyclooléfines répondant respectivement aux formules (A) et (B) définies précédemment ;

- (C1 ) et (C2) sont les agents de transfert répondant respectivement aux formules (C1 ) et (C2) définis précédemment ;

- la liaison - ΓνΓ" est une liaison simple carbone-carbone orientée géométriquement d'un côté ou de l'autre par rapport à la double liaison (cis ou trans) pour (C2) ;

- G2 est le catalyseur de métathèse de formule (G2) telle que définie précédemment ;

- F1 et F2 sont identiques et correspondent tous deux :

soit au groupe de type ester ci-dessous : R11

R§ soit au groupe de type amide :

dans lesquels : p = p1 ou p2, et A, R9, R10 et R1 1 étant tels que définis précédemment ;

- n est le nombre de moles de cyclooléfine(s) de formule (A) ;

- m est le nombre de moles de cyclooléfine(s) de formule (B) ;

- q est le nombre de moles de CTA de formule (C1 ) ou (C2).

Le nombre d'unités monomères dans le polymère obtenu à l'issue de la réaction de polymérisation est égal à n + m.

Dans chacun des exemples 1 à 9 décrits ci-après, la réaction dure 24heures (h) à une température de 40°C.

Toutes les polymérisations ont été effectuées de façon similaire. Les seules différences résident dans la nature et la concentration initiale du (ou des) agent(s) de transfert de chaîne (CTA) de type (C1 ) ou (C2) utilisé(s).

Les CTA utilisés dans les exemples 1 à 9 sont les suivants: - le [(5,5-diméthyl-2-oxo-1 ,3-dioxolan-4-ylidène)propyl] acrylate (noté CTA 1 )

(qui correspond à un CTA de formule (C1 ) où : p1 = 0, X est un atome d'oxygène, A est un groupe éthylène -CH2-CH2-, R9 est un atome d'hydrogène, R10 et R1 1 sont des groupes méthyle) ; la [N-méthyl,(5,5-diméthyl-2-oxo-1 ,3-dioxolan-4-ylidène)propyl] acrylamide (noté CTA 2 )

(CTA 2 )

(qui correspond à un CTA de formule (C1 ) où p1 = 0, X est un groupe N-CH3 avec R12 étant le groupe méthyle, A est un groupe éthylène -CH2-CH2-, R9 est un atome d'hydrogène, R10 est un groupe méthyle, R1 1 et R12 sont des groupes méthyle) ;

- le bis[(5,5-diméthyl-2-oxo-1 ,3-dioxolan-4-ylidène)propyl] fumarate (noté CTA 3 )

(CTA 3 )

(qui correspond à un CTA de formule (C2) où : p1 = p2 = 0, X est un atome d'oxygène, A est un groupe éthylène -CH2-CH2-, R9 est un atome d'hydrogène, R10 et R1 1 sont des groupes méthyle) ; et

- la bis[(5,5-diméthyl-2-oxo-1 ,3-dioxolan-4-ylidène)propyl] fumaramide (noté CTA 4 )

(CTA 4 )

(qui correspond à un CTA de formule (C2) où : p1 = p2 = 0, X est un groupe N- CH3 avec R12 étant le groupe méthyle, A est un groupe éthylène -CH2-CH2-, R9 est un atome d'hydrogène, R10 et R1 1 sont des groupes méthyle). Deux possibilités de réaction (i et ii) existent, selon que l'on utilise la cyclooléfine de formule (A) seule (exemples 1 à 7) ou selon que l'on utilise les cyclooléfines de formules (A) et (B) en mélange (exemples 8 et 9). i) Exemples 1 à 7 : Polymérisation des cyclooléfines de formule (A)

Les cyclooléfines de formule (A) utilisées dans les exemples 1 à 7 sont les suivantes :

Epoxy-COE)

(5 - Hexyl-COE).

Le cyclooctène (COE) et le 5,6 époxycyclooctène (5-EpoxyCOE) sont des produits commerciaux de la société Sigma Aldrich.

Le 5-oxocyclooctène (5-O=COE) et le 5-n-hexyl-cyclooctène (5-Hexyl- COE) peuvent être synthétisés à partir du 5,6-époxycyclooctène (5-Epoxy-COE) selon la voie indiquée dans le schéma réactionnel (5) suivant :

Î toiiiS ' s essaies

DMSi ΤΚΛ '

1 ¾ > ) 2 ¾ %)

^0 12 h

Schéma (5) Le 5-oxocyclooctène (5-O=COE, référencé 2 dans le schéma (5) ci- dessus) a été synthétisé selon la procédure indiquée dans la publication de A.Diallo et al., Polymer Chemistry, Vol. 5, Issue 7, 7 April 2014, pages 2583-2591 (qui se référait à Hillmyer et al, Macromolecules, 1995, 28, pages 631 1 -6316).

Le 5-hexyle-cyclooctène (5-Hexyl-COE référencé 5 dans le schéma

(5) ci-dessus) a été synthétisé selon la procédure indiquée dans la publication de A.Diallo et al., Polymer Chemistry, précitée (qui se référait à Kobayashi et al., J. Am. Chem. Soc. 201 1 , 133, pages 5794-5797).

Les matières premières, réactifs et solvants utilisés pour la synthèse de ces cyclooléfines de formule (A) sont disponibles commercialement auprès de la société Sigma Aldrich.

Dans les exemples qui suivent :

-Les spectres RMN ont été enregistrés sous spectromètres AM-500 Bruker et AM-400 Bruker, à 298 K dans CDCI3. Les déplacements chimiques étaient référencés par rapport au tétramethylsilane (TMS) en utilisant la résonance ( 1 H) ou ( 13 C) des solvants deutérés.

-Les masses molaires moyennes en nombre et en poids (M n and M w ) et la polydispersité PDI (M w /M n ) des polymères ont été déterminés par chromatographie d'exclusion stérique (SEC), avec étalonnage PS en utilisant un instrument Polymer Laboratories PL-GPC 50.

Exemple 1 : Synthèse d'un polymère comprenant deux groupements terminaux [(5,5-diméthyl-2-oxo-1 ,3-dioxolan-4-ylidène)propyl] ester à partir de cyclooctène (COE) et de [(5,5-diméthyl-2-oxo-1 ,3-dioxolan-4- ylidène)propyl] acrylate (CTA 1 )

La réaction a été mise en œuvre selon le schéma (6) suivant, dans un rapport molaire m/n égal à 0/100 et selon le mode opératoire décrit ci-après :

Schéma (6)

Mode opératoire :

On a mélangé dans un ballon de 1000 ml_, la cyclooléfine de formule (A) (108,00 mmol), de l'hydroquinone (0,54 mmole) et du CH 2 CI 2 sec (50 ml_). Le ballon et son contenu ont ensuite été mis sous argon. Le CTA (10,80 mmol) de type (C1 ) a été introduit dans le ballon par seringue. Le ballon a alors été immergé dans un bain d'huile à 40 °C puis on a procédé immédiatement à l'ajout, par une canule, du catalyseur G2 (54,00 μmol) en solution dans du CH2CI2 (20 mL). 24 h après l'addition du catalyseur, le produit est extrait du ballon après évaporation du solvant sous vide. Le produit est ensuite récupéré après précipitation dans le méthanol, filtration et séchage à 20 °C sous vide.

Résultats :

Le polymère obtenu est solide à température ambiante.

Le taux de conversion de la cyclooléfine de formule (A) déterminé par RMN (exprimé en %), la masse molaire moyenne en nombre du polymère obtenu (exprimé en gramme par mol) ainsi que la polymolécularité (PDI) dudit polymère, déterminés par SEC, ont donné les résultats suivants : Tableau 1 :

1.53

Les analyses RMN 1 H (CDCIs, 500 MHz, 298 K) et 13 C (CDCIs, 100 MHz, 298 K) du polymère obtenu pour cet essai ont confirmé la structure du polymère attendu tel que représenté sur le schéma (6).

Exemple 2 : Synthèse d'un polymère comprenant deux groupements terminaux [N-méthyl,(5,5-diméthyl-2-oxo-1 ,3-dioxolan-4-ylidène)propyl] amide à partir de cyclooctène (COE) et de [N-méthyl,(5,5-diméthyl-2-oxo- 1 ,3-dioxolan-4-ylidène)propyl] acrylamide (CTA 2 )

La réaction a été mise en œuvre selon le schéma (7) suivant, dans un rapport molaire m/n égal à 0/100 et selon le mode opératoire que l'exemple 1 :

Schéma (7)

Résultats :

Le polymère obtenu est solide à température ambiante.

Le taux de conversion de la cyclooléfine de formule (A) déterminé par RMN (exprimé en %), la masse molaire moyenne en nombre du polymère obtenu (exprimé en gramme par mol) ainsi que la polymolécularité (PDI) dudit polymère, déterminés par SEC, ont donné les résultats suivants :

Tableau 2 : ïssaî »* ¾ cT¾îî »î {rnâ à) €®mmsk t½ e F

2 0:200: 1 1 0 4 9Q0 1,49

Les analyses RMN 1 H (CDCIs, 500 MHz, 298 K) et 13 C (CDCI3, 100 MHz, 298 K) du polymère obtenu pour cet essai ont confirmé la structure du polymère attendu tel que représenté sur le schéma (7).

Exemple 3 : Synthèse d'un polymère comprenant deux groupements terminaux [(5,5-diméthyl-2-oxo-1 ,3-dioxolan-4-ylidène)propyl] ester à partir de cyclooctène (COE) et de bis[(5,5-diméthyl-2-oxo-1 ,3-dioxolan-4- ylidène)propyl] fumarate (CTA 3 )

La réaction a été mise en œuvre selon le schéma (8) suivant, dans un rapport molaire m/n égal à 0/100 et selon le mode opératoire décrit ci-après :

ΐ:ί** : !Κ ^ ¾ ï

Schéma (8) Mode opératoire :

On mélange dans un ballon de 1000 ml_, la cyclooléfine de formule (A) {108,00 mmol), de l'hydroquinone {0,54 mmole) et du CH2CI2 sec (50 ml_). Le ballon et son contenu ont ensuite été mis sous argon. Le CTA {5,40 mmol) de type (C2) a été introduit dans le ballon par seringue. Le ballon a alors été immergé dans un bain d'huile à 40 °C puis l'on a procédé immédiatement à l'ajout, par une canule, du catalyseur G2 {54,00 μmol) en solution dans du CH2CI2 (20 mL). 24 h après l'addition du catalyseur, le produit est extrait du ballon après évaporation du solvant sous vide. Le produit est ensuite récupéré après précipitation dans le méthanol, filtration et séchage à 20 °C sous vide.

Résultats :

Le polymère obtenu est solide à température ambiante.

Les résultats du taux de conversion de la cyclooléfine de formule (A) déterminé par RMN (exprimé en %), de la masse molaire moyenne en nombre du polymère obtenu (exprimé en gramme par mol) ainsi que la polymolécularité (PDI) dudit polymère, déterminés par SEC, ont été consignés dans le tableau 3 plus bas.

Les analyses RMN 1 H (CDCI3, 500 MHz, 298 K) et 13 C (CDCI3, 100 MHz, 298 K) du polymère obtenu pour cet essai ont confirmé la structure du polymère attendu tel que représenté sur le schéma (8).

Exemple 4 : Synthèse d'un polymère comprenant deux groupements terminaux [(5,5-diméthyl-2-oxo-1 ,3-dioxolan-4-ylidène)propyl] amide à partir de cyclooctène (COE) et de bis[(5,5-diméthyl-2-oxo-1 ,3-dioxolan-4- ylidène)propyl] fumaramide (CTA 4 )

La réaction a été mise en œuvre selon le schéma (9) suivant, dans un rapport molaire m/n égal à 0/100 et selon le mode opératoire que l'exemple 3 :

*}

Schéma (9)

Résultats :

Le polymère obtenu est solide à température ambiante.

Les résultats du taux de conversion de la cyclooléfine de formule (A) déterminé par RMN (exprimé en %), de la masse molaire moyenne en nombre du polymère obtenu (exprimé en gramme par mol) ainsi que de la polymolécularité (PDI) dudit polymère, déterminés par SEC, ont été consignés dans le tableau 3 plus bas.

Les analyses RMN 1 H (CDCIs, 500 MHz, 298 K) et 13 C (CDCIs, 100 MHz, 298 K) du polymère obtenu pour cet essai ont confirmé la structure du polymère attendu tel que représenté sur le schéma (9).

Exemple 5 : Synthèse d'un polymère comprenant deux groupements terminaux [(5,5-diméthyl-2-oxo-1 ,3-dioxolan-4-ylidène)propyl] ester à partir de cyclooetène monoépoxyde (5-Epoxy-COE) et de bis[(5,5-diméthyl-2-oxo- 1 ,3-dioxolan-4-ylidène)propyl] fumarate (CTA 3 )

La réaction a été mise en œuvre selon le schéma (10) suivant, dans un rapport molaire m/n égal à 0/100 et selon le mode opératoire que l'exemple 3 :

(5 - Epov COE } |C1¾Î

Schéma (10)

Résultats :

Le polymère obtenu est liquide à température ambiante.

Les résultats du taux de conversion de la cyclooléfine de formule (A) déterminé par RMN (exprimé en %), de la masse molaire moyenne en nombre du polymère obtenu (exprimé en gramme par mol) ainsi que de la polymolécularité (PDI) dudit polymère, déterminés par SEC, ont été consignés dans le tableau 3 plus bas.

Les analyses RMN 1 H (CDCIs, 500 MHz, 298 K) et 13 C (CDCIs, 100

MHz, 298 K) du polymère obtenu pour cet essai ont confirmé la structure du polymère attendu tel que représenté sur le schéma (10).

Exemple 6 : Synthèse d'un polymère comprenant deux groupements terminaux [(5,5-diméthyl-2-oxo-1 ,3-dioxolan-4-ylidène)propyl] ester à partir de 5-oxocyclooctène (5 - 0=COE) et de bis[(5,5-diméthyl-2-oxo-1,3- dioxolan-4-ylidène)propyl] fumarate (CTA 3 )

La réaction a été mise en œuvre selon le schéma (1 1 ) suivant, dans un rapport molaire m/n égal à 0/100 et selon le mode opératoire que l'exemple 3 :

Schéma (11)

Résultats :

Le polymère obtenu est solide à température ambiante.

Les résultats du taux de conversion de la cyclooléfine de formule (A) déterminé par RMN (exprimé en %), de la masse molaire moyenne en nombre du polymère obtenu (exprimé en gramme par mol) ainsi que de la polymolécularité (PDI) dudit polymère, déterminés par SEC, ont été consignés dans le tableau 3 plus bas.

Les analyses RMN 1 H (CDCIs, 500 MHz, 298 K) et 13 C (CDCIs, 100 MHz, 298 K) du polymère obtenu pour cet essai ont confirmé la structure du polymère attendu tel que représenté sur le schéma (1 1 ).

Exemple 7 : Synthèse d'un polymère comprenant deux groupements terminaux [(5,5-diméthyl-2-oxo-1 ,3-dioxolan-4-ylidène)propyl] ester à partir de 5-hexyl-cyclooctène (5-Hexyl-COE) et de bis[(5,5-diméthyl-2-oxo-1 ,3- dioxolan-4-ylidène)propyl] fumarate (CTA 3 )

La réaction a été mise en œuvre selon le schéma (12) suivant, dans un rapport molaire m/n égal à 0/100 et selon le mode opératoire que l'exemple 3 : ;5

Schéma (12)

Résultats :

Le polymère obtenu est liquide à température ambiante.

Les résultats du taux de conversion de la cyclooléfine de formule (A) déterminé par RMN (exprimé en %), de la masse molaire moyenne en nombre du polymère obtenu (exprimé en gramme par mol) ainsi que de la polymolécularité (PDI) dudit polymère, déterminés par SEC, ont été consignés dans le tableau 3 suivant :

Tableau 3 :

Essai »« ï*BÏ

¾ S 100 1.53

4 2 mmmn ÎÙÛ 5 200 1,47

5 2 mmmn im 4 800 1,50

S ûûmm im 5 000 1,51

7 2 mê m 5 30 1 52 Les analyses RMN 1 H (CDCIs, 500 MHz, 298 K) et 13 C (CDCIs, 100 MHz, 298 K) du polymère obtenu pour cet essai ont confirmé la structure du polymère attendu tel que représenté sur le schéma (12). ii) Exemples 8 à 9 : Polymérisation d'un mélange de cyclooléfines de formules (A) et (B)

Les cyclooléfines de formule (A) et (B) utilisées dans les exemples 8 et 9 sont res ectivement les suivantes :

Le cyclooctène (COE) de pureté supérieure à 95 % et le norbornène

(NBN) de pureté supérieure à 99 % sont disponibles commercialement auprès de la société Sigma Aldrich. Ces produits ont été au préalable distillés sur CaH2, avant d'être utilisés dans les exemples 8 et 9. Exemple 8: Synthèse d'un polymère comprenant deux groupements terminaux exo-vinylène cyclocarbonate à partir de cyclooctène (COE), de norbornène (NBN) et de bis[(5,5-diméthyl-2-oxo-1,3-dioxolan-4- ylidène)propyl] fumarate (CTA 3 )

La réaction a été mise en œuvre selon le schéma (13) suivant, dans un rapport molaire m/n égal à 50/50 et selon le mode opératoire décrit ci-après :

Schéma (13) Mode opératoire :

Dans un ballon de 1000 ml_, on a mélangé les cyclooléfines de formules (A) et (B), correspondant à COE {54,00 mmol) et NBN {54,00 mmol) respectivement, de l'hydroquinone {0,54 mmole) et du CH2CI2 sec (50 ml_). Le ballon et son contenu ont ensuite été mis sous argon. Le CTA {5,40 mmol) de type (C2) a alors été introduit dans le ballon par seringue. Le ballon a alors été immergé dans un bain d'huile à 40 °C puis on a procédé immédiatement à l'ajout, par une canule, du catalyseur G2 {54 μmol) en solution dans du CH2CI2 (20 mL). 24 heures après l'addition du catalyseur, le produit a été extrait du ballon après évaporation du solvant sous vide. Le produit a alors été récupéré après précipitation dans le méthanol, filtration et séchage à 20 °C sous vide.

Résultats :

Le polymère obtenu est liquide à température ambiante.

Les taux de conversion des cyclooléfines de formule (A) et (B) déterminés par RMN (exprimé en %), la masse molaire moyenne en nombre du polymère obtenu (exprimé en gramme par mol) ainsi que la polymolécularité (PDI) du polymère déterminés par SEC. Les résultats ont été consignés dans le tableau 4 suivant :

Tableau 4 :

Essai 11° Â|/| FM

(%¾)

s Î on OGS/100/1 ioo 5000 ΐ βϋ

Les analyses RMN 1 H (CDCI3, 500 MHz, 298 K) et 13 C (CDCI3, 100 MHz, 298 K) du polymère obtenu ont confirmé la structure du polymère attendu tel que représenté sur le schéma (13).

Exemple 9: Synthèse d'un polymère comprenant deux groupements terminaux exo-vinylène cyclocarbonate à partir de cyclooctène (COE), de norbornène (NBN) et de bis[(5,5-diméthyl-2-oxo-1 ,3-dioxolan-4- ylidène)propyl] fumaramide (CTA 4 ) La réaction a été mise en œuvre selon le schéma (14) suivant, dans un rapport molaire m/n égal à 50/50 et selon le même mode opératoire que l'exemple 8 :

Schéma (14)

Résultats :

Le polymère obtenu est liquide à température ambiante.

Les taux de conversion des cyclooléfines de formule (A) et (B) déterminés par RMN (exprimé en %), la masse molaire moyenne en nombre du polymère obtenu (exprimé en gramme par mol) ainsi que la polymolécularité (PDI) du polymère déterminés par SEC. Les résultats ont été consignés dans le tableau 5 suivant :

Tableau 5 :

Essai Η <! [. Conversion I FBI

Les analyses RMN 1 H (CDCIs, 500 MHz, 298 K) et 13 C (CDCIs, 100 MHz, 298 K) du polymère obtenu ont confirmé la structure du polymère attendu tel que représenté sur le schéma (14). Il - Exemple comparatif 10 : Synthèse d'un polymère comprenant deux groupements terminaux méthylène cyclocarbonate à partir de cyclooctène (COE) et de bis[(2-oxo-1 ,3-dioxolan-4-yl)méthyl] fumarate (CTA 5 )

La réaction a été mise en œuvre selon le schéma (15) suivant, dans un rapport molaire m/n égal à 0/100 et selon le même mode opératoire que l'exemple 3 :

Schéma (15)

Résultats :

Le polymère obtenu est solide à température ambiante.

Les résultats du taux de conversion de la cyclooléfine de formule (A) déterminé par RMN (exprimé en %), de la masse molaire moyenne en nombre du polymère obtenu (exprimé en gramme par mol) ainsi que de la polymolécularité (PDI) dudit polymère, déterminés par SEC, ont été consignés dans le tableau 6 suivant :

Tableau 6 :

Essai I) Caaverssciji PBï

{g/mol}

s i mm QMû ÎO s DOS Î Q

Les analyses RMN 1 H (CDCI3, 500 MHz, 298 K) et 13 C (CDCI3, 125 MHz, 298 K) du polymère obtenu pour cet essai ont confirmé la structure du polymère attendu tel que représenté sur le schéma (15). III - Exemple 11 à 13: Synthèses de polyuréthanes à partir des polyoléfines insaturées des exemples 10, 3 et 8 respectivement :

Exemple comparatif 11 : Synthèse d'un polyuréthane à partir de la polyoléfine insaturée solide de l'exemple comparatif 10

Il a été mis en réaction à 80°C, séparément et dans un rapport stœchiométrique, la polyoléfine de l'exemple comparatif 10 avec une diamine primaire de type polyéther diamine (JEFFAMINE EDR 148, Huntsman) et ce, jusqu'à disparition complète de la bande infrarouge caractéristique des groupements 1 ,3-dioxolan-2-one (à 1800 cm -1 ) et apparition des bandes caractéristiques de la liaison carbamate (bande à 1700 cm -1 ).

La durée de la réaction relevée lors de la disparation complète de la bande infrarouge caractéristique des groupements 1 ,3-dioxolan-2-one, était d'environ 12 heures à 80°C.

Exemple 12 : Synthèse d'un polyuréthane à partir de la polyoléfine insaturée solide de l'exemple 3 selon l'invention

L'exemple 1 1 a été reproduit en remplaçant la polyoléfine de l'exemple 10 par la polyoléfine de l'exemple 3. La durée de la réaction relevée lors de la disparation complète de la bande infrarouge caractéristique des groupements 1 ,3-dioxolan-2-one, était inférieure à 3 heures à 80°C.

Exemple 13 : Synthèse d'un polyuréthane à partir de la polyoléfine insaturée liquide de l'exemple 8 selon l'invention

L'exemple 1 1 a été reproduit en remplaçant la polyoléfine de l'exemple 3 par la polyoléfine de l'exemple 8 et en réalisant la réaction à température ambiante (23°C). La durée de la réaction relevée lors de la disparation complète de la bande infrarouge caractéristique des groupements 1 ,3-dioxolan-2-one, était inférieure à 3 heures à 23°C.

Dans chaque cas, les produits des exemples 12 et 13 ont pû être formulés sous la forme d'un mélange bi-composant présentant des propriétés adhésives satisfaisantes.