Thèse soutenue

Elaboration à l'état fondu de composites à base de polyester et charges biosourcées : orientation et compatibilisation

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Auteur / Autrice : Mariam Keskes
Direction : Christian CarrotMohamed Jaziri
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie et sciences des matériaux
Date : Soutenance le 09/12/2022
Etablissement(s) : Saint-Etienne en cotutelle avec Université de Sfax (Tunisie)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Ingénierie Santé (Saint-Etienne)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Ingénierie des Matériaux Polymères (Auvergne Rhône-Alpes ; 2007-....)
Jury : Président / Présidente : Jamel Bouaziz
Examinateurs / Examinatrices : Jamel Bouaziz, Melinda Desse, Nader Haddar, Etienne Fleury
Rapporteurs / Rapporteuses : Tatiana Budtova, Sami Boufi

Mots clés

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Résumé

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Les travaux de cette thèse s’intéressent au développement de nouveaux matériaux composites polymères partiellement biosourcés, biodégradables. Ces composites, obtenus par la technique de mélange à l’état fondu, associent des polymères de synthèse (Poly butylène adipate-co-téréphthalate, PBAT) et des charges lignocellulosiques ou cellulosiques, tel que des microfibrilles cellulose (MFC) sous forme d’aérogel ou en poudre et des nanocristaux de cellulose (CNC). Les charges étudiées présentent une grande diversité de propriétés mécaniques, cristallinité, forme et facteur de forme. L’étude de l’effet de ces caractéristiques sur les propriétés du matériau composite a été menée. Il a été montré que le facteur de forme est le facteur dominant qui améliore la rigidité mais il réduit la ductilité du polymère.Trois méthodes ont été testées pour améliorer la dispersion. Il a été montré que la méthode la plus efficace pour améliorer la dispersion par interaction entre la matrice polymère et la charge est l'ajout d'amidon agissant comme compatibilisant en raison de sa similarité chimique avec la cellulose. Cette méthode a permis la création d'un réseau percolant.Des composites à base d'un mélange commercial de PBAT et d'amidon thermoplastique, renforcés par des MFC (5 et 10%-m) ont été étudiés. La caractérisation des composites obtenus a confirmé l’interaction entre l’amidon thermoplastique et la cellulose.La dernière partie de ce travail a montré l’importance du taux de cisaillement pour l’orientation des charges à haut facteur de forme.