Thèse soutenue

Nano-biocomposites : études de systèmes structurés à base de polyhydroxyalcanoates et montmorillonites

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Auteur / Autrice : Perrine Bordes
Direction : Luc Averous
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie
Date : Soutenance en 2007
Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Mots clés

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Résumé

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Les polyhydroxyalcanoates (PHAs) étudiés sont des polyesters biodégradables et biocompatibles synthétisés par fermentation bactérienne de produits dérivés de la canne à sucre. Ces biopolymères présentent notamment une bonne rigidité et un taux de cristallinité très important. Cependant, leur comportement mécanique fragile et leur faible stabilité thermique limitent encore leur développement. L’élaboration de nano-biocomposites, i. E. L’incorporation et la dispersion de charges de taille nanométrique telles que les montmorillonites dans la matrice PHA vise donc à pallier ces déficiences. L’analyse des relations “procédé-structure-propriétés” ont montré que les facteurs clés contrôlant l’élaboration de ces matériaux nanostructurés sont l’affinité polymère-argile, le taux de charge et la voie d’élaboration (voie "solvant" vs. "fondu"). Par ailleurs, une étude spécifique a montré que les organomodifiants utilisés pour compatibiliser le polymère et la charge, et dans une moindre mesure, les résidus de fermentation, affectent la stabilité thermique et thermomécanique des PHAs. Différentes approches (enrobage des feuillets d’argile par greffage de biopolyester, redispersion de masterbatch…) ont donc été explorées afin de limiter la dégradation de la matrice mais également d’améliorer la dispersion de la charge et de mieux compatibiliser la charge et la matrice. Ces études ont montré que la dispersion directe d’un faible taux de Cloisite®30B (< 3%pds) dans le PHA à l’état fondu présente le meilleur compromis en terme de dégradation limitée, de qualité de dispersion et donc de propriétés du matériau final.