Elaboration et caractérisation des biofilms à base d'amidon de manioc renforcés par des charges minérales bi et tri-dimensionnelles

Preparation and characterization of cassava starch based films reinforced by mineral fillers

• Auteur / Autrice : Pierre Celestin Belibi
• Direction : Jean-Marie Bienvenu Ndjaka, Bernard Durand
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique - sciences des matériaux
• Date : Soutenance le 13/01/2013
• Etablissement(s) : Mulhouse en cotutelle avec Université de Yaoundé. Faculté des Sciences
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale pluridisciplinaire Jean-Henri Lambert, ED 494 (Mulhouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Physique et Mécanique Textiles / LPMT
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bernard Durand

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matériaux -- Propriétés mécaniques

Composites

Mots clés libres

Film composite

Film nanocomposite

Zéolithe

Beidellite

Propriétés barrières à la vapeur

Propriétés mécaniques

Composite film

Nanocomposite film

Zeolite

Beidellite

Water vapour barrier properties

Mechanical properties

Résumé

Des films composites et nanocomposites ont été élaborés par la méthode du casting à partir d’amidon natif de manioc. Ils ont été plastifiés par le glycérol et renforcés par des chargesminérales synthétiques de zéolithe Beta et de beidellite sodique. L’influence du type de charge, de l’état de la charge (lyophilisé ou non-lyophilisé ou séchage à l’air) ainsi que du taux de charge sur les propriétés mécaniques et barrières à la vapeur d’eau des films correspondants a été étudiée. Les valeurs de la solubilité dans l’eau et de la perméabilité à la vapeur d’eau des échantillons renforcés par des nanocristaux de zéolithe Beta lyophilisés sont plus grandes que celles du film de contrôle. Une augmentation significative des propriétés mécaniques, en particulier le module d’Young de ces films a aussi été observée. Une amélioration de la perméabilité à la vapeur d’eau des films composites contenant des cristaux de beidellite sodique et des films nanocomposites contenant des nanocristaux de zéolithe Beta a été trouvée. Tous les films ont été caractérisés par diffraction de rayons X.

Composite and nanocomposite films were prepared by casting method, using native cassava starch. The films were plasticized with glycerol and reinforced with synthetic Beta zeolite nanocrystals and Na-beidellite crystals. We studied the effect of the filler contents and type on the mechanical and water barrier properties of the resulting films. We found that filmsreinforced with lyophilized Beta zeolite nanocrystals present both high water solubility (WS) and high water vapor permeability (WVP) values compared to those of the pristine film. A drastic increase of the mechanical properties, especially in the Young’s modulus, of these films was also observed. An improvement of the WVP was found for composites prepared from Na-beidellite crystals and for nanocomposites from non-lyophilized Beta zeolite nanocrystals. All the films were characterized by X-ray diffraction.