Obtention et etude de biomateriaux a base de proteines de mais

par LODOVICO DI GIOIA

Thèse de doctorat en Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie

Sous la direction de Stéphane Guilbert.

Soutenue en 1998

à l'ENSA MONTPELLIER .

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  • Résumé

    Le gluten de mais (cgm), coproduit de l'amidonnerie, a ete choisi comme matiere premiere pour la mise au point de biomateriaux. Il est riche en proteines (70%) dont 65% sont des zeines et 30% des glutelines. L'analyse thermomecanique dynamique et l'analyse enthalpique differentielle ont montre que le cgm possede de la thermoplasticite. Il presente une temperature de transition vitreuse (tg) de 176c, intermediaire entre celles mesurees pour les fractions zeine (164c) et gluteline (209c). Ces deux fractions proteiques constituent un melange miscible, qui semble stabilise par des interactions apolaires. Leur tg peut etre calculee par le modele de matveev, a partir de leur composition en acides amines. Pour mettre en uvre le cgm en dessous de sa temperature de degradation thermique, deux familles de plastifiants ont ete etudiees. Les composes polaires (eau, polyols et amines), interagissent rapidement avec les groupements polaires et accessibles des proteines. Les composes amphiphiles, tels que les acides gras ou les esters, ne peuvent fonctionner qu'apres une etape de pre-plastification. En effet, les domaines apolaires des proteines, qu'ils semblent modifier, sont initialement peu accessibles, mais peuvent etre demasques par une augmentation de la mobilite moleculaire. L'efficacite des plastifiants est proportionnelle a leur masse molaire et inversement proportionnelle au % massique de groupements hydrophiles de la molecule. La chute de tg engendree, est calculee a l'aide de l'equation de kwei, derivee du modele de gordon-talor, qui prend en compte les interactions specifiques du melange. Une resine thermoplastique est obtenue par malaxage a chaud du cgm et du plastifiant (au dessus de la tg du melange). Elle est mise en forme dans une presse chauffante. Les proprietes mecaniques et barrieres a l'eau des materiaux obtenus dependent de la nature du plastifiant. Le glycerol diminue la resistance mecanique sans augmenter l'extensibilite du materiau. L'acide octanoique permet d'obtenir un plastique resistant a l'eau et aux proprietes mecaniques voisines de celles du pvc rigide. Ce plastique vitreux, peut etre plastifie mecaniquement par l'eau, jusqu'a un etat caoutchouteux aux fortes humidites relatives. Les differences de comportement induites par ces plastifiants, sont attribuees aux differences de structuration du materiau, liees aux interactions plastifiant-proteines.


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  • Annexes : 209 REF.

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