Étude des mélanges PHBV/PBS et des mélanges hybrides PHBV/PBS/sépiolite : préparation, caractérisation physico-mécanique et durabilité

Study of PHBV/PBS blend and PHBV/PBS/sepiolite hybrid blend : preparation, physico- mechanical characterization and durability

• Auteur / Autrice : Amirouche Chikh
• Direction : Stéphane Bruzaud, Aida Benhamida
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des Matériaux
• Date : Soutenance le 12/12/2018
• Etablissement(s) : Lorient en cotutelle avec Université Abderrahmane Mira - Bejaïa (Bejaïa, Algérie)
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de l'ingénierie et des systèmes (Nantes Université)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche Dupuy de Lôme - Institut de Recherche Dupuy de Lôme
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Yves Grohens, Christelle Delaite, Mustapha Kaci, Djafer Benachour

Mots clés

Mots clés contrôlés

Perméabilité

Biodégradation

Propriétés physico-chimiques

Polymères -- Rhéologie

Recyclage

Polymères

Alliages de polymères

Mots clés libres

PHBV

PBS

Polymer blend

Polymer rheology

Polymer recycling

Polymer physico-chemical properties

Résumé

Ce travail de recherche consiste à étudier les relations structure-propriétés de mélanges biopolymères à base de poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) (PHBV) et poly(butylène succinate) (PBS). Il est divisé en trois parties. La première partie est consacrée à l'étude des propriétés des mélanges PHBV/PBS préparés par voie fondue en fonction de la composition en termes de morphologie et de propriétés rhéologiques, mécaniques, thermiques et barrières. Les résultats obtenus ont été discutés par rapport aux polymères de base. La deuxième partie est consacrée à la compatibilisation des mélanges PHBV/PBS et l'amélioration des interactions à l'interface. Les effets de l'incorporation de la sépiolite à 5% en masse et du PHBV greffé par de l’anhydride maléique (PHBV-g-MA) à 5% en masse ont été étudiés en termes de changements morphologiques montrant un effet synergique entre le compatibilisant et la nanocharge sur les l’ensemble des propriétés des mélanges PHBV/PBS. Enfin, une étude sur le recyclage a été menée à travers une évaluation des effets du nombre de cycles d'extrusion sur les propriétés des matériaux. Elle révèle qu'après 6 cycles d'extrusion, la dégradation thermo-mécanique du PHBV est significativement réduite en présence du PBS.

The main objective of this work was to study the structure-properties relationships of biopolymerblends based on poly (3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) (PHBV) and polybutylene succinate (PBS). The work was devised into three parts. The first part was devoted to the study of the properties of PHBV/PBS blends prepared by melt compounding at different weight ratio in terms of morphology and properties. The results obtained were discussed in terms of properties and compared with the neat polymers. The second part was devoted to the study of compatibility of PHBV/PBS blends aiming to improve the interactions at the interface between the two components. The effects of both sepiolite (5% wt.) and PHBV-g-MA (5% wt.) were studied in terms of properties. The results showed a synergistic effect between the compatibilizer PHBV-g-MA and the nanofiller sepiolite though an increase in thermal, mechanical and rheological properties. The last part dealing with the recyclability of PHBV/PBS through the study of the effects of repeated extrusion cycles on the properties of materials. The results showed that after 6 reprocessing cycles the thermo-mechanical degradation of PHBV is significantly reduced in the presence of PBS.