Mémoires de Fin d’Etudes
Etablissement
Université de Béjaia - Abderrahmane Mira
Affiliation
Département de Génie des Procédés
Auteur
AOUAT, Tassadit
Directeur de thèse
Mustapha Kaci (Professeur)
Filière
Génie des Polymères
Diplôme
Doctorat
Titre
Nanobiocomposites à Base de Polylactides (PLA)/Whiskers de Cellulose : Elaboration, Propriétés Physiques et Dégradation
Mots clés
Polylactides (PLA),Whiskers de Cellulose
Résumé
Les nanobiocomposites sont des systèmes multiphasés et hybrides constitués d’une matrice biopolymère (polymère biodégradable) dans laquelle sont dispersées des charges de taille nanométrique. Les biopolymères constituent une alternative intéressante aux polymères synthétiques conventionnels non dégradables pour des applications à durée de vie limitée tels que les emballages jetables et les implants dans le biomédical. Le poly(acide lactique), aussi dénommé polylactide ou PLA, est un polyester aliphatique connu pour sa biodégradabilité et sa biocompatibilité, et peut être considéré comme biopolymère car il est obtenu à partir de l’acide lactique, lui-même étant issu de la fermentation de saccharide. Le PLA se caractérise par une mise en œuvre facile et des propriétés mécaniques semblables à certains thermoplastiques dérivés du pétrole. Toutefois, le PLA est limité par sa température de ramollissement relativement basse (60°C) et des propriétés barrières faibles vis-à-vis des gaz et de la vapeur d’eau. En incorporant en faible quantité des nanocharges (1-5% en masse), telles que des argiles lamellaires (montmorillonites organo-modifiées), on améliore les propriétés du matériau tout en préservant sa transparence. De nombreux travaux de recherche sur la préparation de nanobiocomposites utilisant des nanorenforts à couches silicates dans le polylactide, le polycaprolactone, le polyhydroxyalcanoate, le polyhydroxybutyrate, etc. ont été rapportés en littérature scientifique. En substituant les nanocharges d’argile par des whiskers de cellulose, ceci conduit à la synthèse d’un matériau nanobiocomposite totalement biodégradable et renouvelable. De plus, rares sont les publications qui traitent de la transformation de nanobiocomposites à base de PLA/whiskers de cellulose par voie fondue. Souvent, l’utilisation de whiskers de cellulose dans les nanocomposites se fait en milieu aqueux. D’où, l’objectif principal de cette thèse est de préparer des nanobiocomposites PLA/whiskers de cellulose par la technique d’extrusion (voie fondue) et de contrôler la structuration des whiskers au sein de la matrice afin de maîtriser les propriétés finales de ces nanobiocomposites. L’affinité whiskers/PLA et son influence sur la qualité de dispersion sera étudiée en fonction du taux de nanocharge : 1, 3 et 5% en masse. La caractérisation de chaque système étudié sera réalisée à l’aide de techniques classiques tels que les tests mécaniques (traction), les mesures rhéologiques, thermiques (DSC, ATG), la diffraction des rayons X, la microscopie électronique à transmission, etc. La thèse traitera également d’un aspect applicatif portant sur les effets des paramètres climatiques tels que les rayons UV, la température et l’humidité sur les propriétés des nanobiocomposites PLA/whiskers, en particulier la masse moléculaire et les propriétés thermomécaniques et barrières. L’évaluation de la dégradation sera menée en utilisant la chromatographie d’exclusion stérique (SEC), la calorimétrie différentielle à balayage (DSC), l’analyse mécanique dynamique (DMA) et les tests de perméabilité.
Statut
Validé