Mélanges miscibles à base d'amidon : relations Formulations / Propriétés

Starch miscible blends : Structure / Properties relationship

• Auteur / Autrice : Nadège Follain
• Direction : Christophe Bliard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie des matériaux
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Reims

Mots clés

Mots clés contrôlés

Alliages de polymères

Réticulation (polymérisation)

Alcool polyvinylique

Blé

Amidons

Mots clés libres

Amidon

Blé

Agromatériau

Alcool polyvinylique

Réticulation sous rayonnement UV

Mélanges de polymères

Isothermes de sorption

Propriétés mécaniques à rupture

Rallongement de chaînes

Vieillissement par rétrogradation

Orientation

Résumé

L'objectif de ce travail est de comprendre et améliorer les propriétés mécaniques de matériaux amylacés plastifiés contenant divers additifs. La méthode employée s'appuie sur un outil de comparaison graphique contrainte et allongement à rupture : chaque matériau formulé est évalué par rapport à une famille de matériaux dont les propriétés mécaniques sont établies à 57 % H. R. à partir d'amidon plastifié à différents taux. C'est sur ce principe que sont testées dans un premier temps, des formulations classiques reproduisant les approches de la littérature (conditions d'élaboration et de tests homogènes). Il est constaté un lissage des performances mécaniques qui s'identifient à celle d'une famille de matériaux amylacés obtenue par simple plastification. Les stratégies développées dans ce travail s'axent principalement sur (1) la modification de la distribution de masse du système par (i) ajout (physique, greffage) de polymères compatibles linéaires de type PVA (création d'enchevêtrement physiques favorisant les interactions longues distances), par (ii) photorallongement de l'amidon en solution et sur (2) la substitution du plastifiant (glycérol) par un plastifiant oligomère (PVA) minimisant la formation de clusters et développant des interactions moyennes distances. La modification de la distribution de masse conduit généralement à une augmentation de l'allongement à rupture sans perte importante en contrainte et la plastification par oligomère PVA permet d'augmenter notablement la contrainte à rupture. Ces stratégies ont impliqué principalement l'utilisation de l'alcool polyvinylique en mélange à l'amidon. Outre les propriétés mécaniques, les interactions privilégiées entre amidon et PVA conduisent à des comportements particuliers : diminution drastique de l'hydrophilie, plus haute réactivité à des mélanges sous rayonnement UV.

The aim of this study was to understand and improve mechanical properties of plasticized starch based-materials in the presence of low amounts of additives. The methodology used relied on the use of a graphic allowing the comparison of ultimate strength and strain : each material is compared to a family of material which mechanical properties are drawn up from different plasticized starches at 57 % R. H. In the first time, classical formulations described in the literature (in comparable conditions) have been tested. A smoothing of mechanical performances which are similar to simple plasticized starch based-material family has been noted. Strategies developped in this work are based on (1) modification of molecular weight distribution by (i) adding (physical, grafted) linear compatible polymers as PVA (creation of physical entanglements favouring long distance interactions), by (ii) '' photolengthening '' soluble starch and on (2) substitution of the plasticizer (glycerol) by a plasticizing oligomer (PVA) minimising the formation of clusters and developing average distance interactions. The modification of distribution lead to a general improvement of ultimate strain without important loss of strength. The plasticization by PVA allows an appreciable increase of ultimate strength. These strategies have principally involved PVA use in blend with starch. Except for mechanical properties, preferential interactions between starch and PVA lead to unusual behaviours : drastic diminution of hydrophily, higher reactivity of the blend under UV irradiation.