Mémoires de Fin d’Etudes
Etablissement
Université de Béjaia - Abderrahmane Mira
Affiliation
Département de Génie des Procédés
Auteur
KENNOUCHE, Salima
Directeur de thèse
Kaci Mustapha (Professeur)
Filière
Génie des procèdes
Diplôme
Doctorat
Titre
Etude de la Morphologie de Nanobiocomposites de Poly(3-Hydroxybutyrate-co-3-Hydrovalerate) (PHBV)/Nanotubes d’Halloysite et Evaluation de leurs Performances
Mots clés
PHBV, Nanotubes d’Halloysite, Cloisite 30B, Nanobiocomposites, Relations structures/propriétés.
Résumé
Les polyhydroxyalkanoates (PHAs) représentent une classe de polyesters aliphatiques biodégradables et biocompatibles produits par divers micro-organismes. Parmi les PHAs, le poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) (PHBV) fait l’objet d’un grand intérêt de la part des chercheurs et des industriels pour plusieurs raisons dont notamment son origine naturelle, sa biodégradabilité, sa biocompatibilité et sa thermoplasticité. Toutefois, le PHBV reste peu compétitif par rapport aux thermoplastiques conventionnels à cause de sa structure fortement cristalline qui le rend rigide et cassant. De plus, durant sa transformation, le PHBV est sensible à la dégradation thermique induisant une diminution de sa masse molaire. Durant ces dernières années, la nanotechnologie a été largement appliquée aux matériaux polymères dans le but d’améliorer leur performance. Ainsi, l’ajout en faible quantité (1 – 5% en masse) de nanoparticles permet d’accroître la stabilité thermique et les propriétés fonctionnelles du PHBV. Les montmorillonites organiquement modifiées (MMTO) sont les nanocharges les plus utilisées car elles favorisent l’intercalation des chaînes de polymères dans les galeries interfoliaires. Bien que les nanobiocomposites PHBV/MMTO offrent des propriétés intéressantes, des études ont montré que la présence des alkyl ammoniums dans la MMT favorise davantage la dégradation thermique de la matrice et par conséquent du matériau nanobiocomposite dans l’extrudeuse. Récemment, les nanotubes d’argile d’Halloysite (HNT) ont été utilisés comme nanoparticules à l’effet de renforcer certaines matrices de polymères tels que le polypropylène, le polyamide, les résines époxydes, l’EPDM (Ethylen-Propylen-Diene-Monomer), etc. Leur incorporation dans la matrice polymérique ne nécessite pas de traitement chimique. Alors que la littérature scientifique se focalise sur l’emploi des argiles smectiques comme nanocharges dans les biopolymères, très peu de résultats ont été publiés sur d’autres types d’argile, notamment les HNT. L’objet de cette thèse consiste à étudier et comparer les effets de l’incorporation de deux types d’argile qui sont : la Cloisite 30B (montmorillonite organiquement modifiée) et les nanotubes d’Halloysite (HNT) (kaolinite non modifiée) et du taux de nanocharges sur la morphologie et les propriétés de nanobiocomposites à matrice PHBV préparés par voie "fondu". De plus, la comparaison entre les nanotubes d’Halloysite et les plaquettes de feuillets de la Cloisite 30B est une étude intéressante permettant d’évaluer l’influence de la forme des nanoparticules sur la morphologie, les propriétés physico-mécaniques et le comportement au feu des nanobiocomposites élaborés. Leur durabilité sera testée dans divers milieux tels que le vieillissement naturel, le vieillissement radiochimique ou la thermooxydation. La caractérisation de ces nanobiocomposites sera faite au travers de moyens d’investigation classiques tels que la détermination des propriétés mécaniques, le degré d’intercalation (distance interfoliaire) déterminé par DRX, la stabilité thermique par DSC et ATG, l’état de dispersion des nanoparticules par MET et mesures rhéologiques, etc.
Statut
Validé