BOISSON Christophe

Thèmes de recherche

Les polyoléfines (polyéthylène et polypropylène) sont les polymères de commodité  par excellence, avec une production mondiale prévue d’environ 200 millions de tonnes métriques en 2024.
Bien que la catalyse de polymérisation des oléfines repose, depuis les années 1950, sur les catalyseurs hétérogènes Ziegler-Natta (à base de titane) et Phillips (à base de chrome), la présence de plusieurs espèces actives limite leurs applications pour certaines utilisations des oléfines. L’utilisation de complexes moléculaires bien définis permet de produire des polyoléfines « sur mesure », dotées de propriétés originales ou de performances mécaniques améliorées.

Mes recherches visent à développer des catalyseurs de polymérisation des oléfines et des diènes conjugués, en milieux homogène et hétérogène. Le défi consiste non seulement à concevoir des catalyseurs moléculaires bien définis pour la production de polyoléfines avancées, mais aussi à les adapter aux procédés industriels hétérogènes, qui nécessitent des catalyseurs supportés. Comme le transfert de technologie vers l’industrie est un enjeu clé, les paramètres des procédés sont intégrés dans les études chimiques.

Projets en cours

Mes principales activités de recherche portent à la fois sur :

• Le développement de polyoléfines avancées en procédé en solution,
• La conception de catalyseurs moléculaires supportés pour les procédés en suspension et en phase gazeuse.

Projets phares

• Préparation de nouveaux élastomères par copolymérisation d’oléfines et de diènes conjugués à l’aide de catalyseurs métallocènes de terres rares : Ce thème, que je poursuis depuis de nombreuses années au laboratoire, a permis de découvrir que les catalyseurs métallocènes au néodyme possèdent la capacité unique de copolymériser l’éthylène et le butadiène. Les catalyseurs développés ont permis de synthétiser une large gamme de copolymères éthylène-butadiène, notamment des élastomères innovants contenant des motifs 1,2-cyclohexane dans la chaîne principale du polymère. Ces unités cyclohexane se forment par cyclisation intramoléculaire impliquant des unités vinyliques issues du butadiène inséré. Ces nouveaux élastomères, désignés sous le nom d’EBR (Ethylene Butadiene Rubber) dans l’industrie, confèrent aux pneus qui les intègrent des propriétés uniques. Au sein du

• Introduction contrôlée de groupes fonctionnels dans les polyoléfines :

L’absence de polarité des polyoléfines pose un défi pour les applications nécessitant une bonne adhésion, une imprimabilité, ou une compatibilité avec d’autres matériaux organiques ou inorganiques. L’introduction maîtrisée de groupes fonctionnels ouvre la voie à la synthèse de polyoléfines dotées de nouvelles propriétés, contribuant ainsi aux enjeux du développement durable.

• Adaptation des catalyseurs moléculaires aux procédés hétérogènes :

Nous avons développé le concept de « support activateur », une nouvelle classe d’activateurs permettant d’immobiliser les espèces actives sur un support lors de l’activation du précatalyseur. Ces catalyseurs ont été testés avec succès à l’échelle préindustrielle.

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