Étude de la microstructure et des phénomènes de relaxation dans un polyester biodégradable : le Poly (Acide Lactique) (PLA)

par Nicolas Delpouve

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Éric Dargent et de Allison Saiter.

Soutenue en 2009

à Rouen .


  • Résumé

    L’objectif de ce travail de thèse est dans un premier temps d’associer une étude microstructurale classique du Poly (acide lactique) (PLA), à une étude de la coopérativité dans la phase amorphe mobile au passage de la transition vitreuse. Pour cela, différentes microstructures ont été obtenues après divers traitements thermomécaniques sur deux PLA : le PLLA et le PLA 4042D présentant des masses molaires et des rapports L/D différents. L’influence de la température de cristallisation sur l’évolution des proportions des phases du PLA, en particulier la fraction amorphe rigide, est notamment décrite. Le calcul de la taille des Régions de Réarrangements Coopératifs (CRR) dans la phase amorphe mobile montre qu’indépendamment du PLA et du mode de cristallisation considérés, il existe un effet analogue à un effet de confinement dans la phase amorphe intra-sphérolitique. Cet effet n’est pas purement géométrique mais résulte aussi de l’existence d’interactions chimiques liant la phase amorphe mobile et la fraction amorphe rigide. Dans un deuxième temps, une étude de l’influence de l’étirage sur la coopérativité et les propriétés barrières à l’eau est menée. La taille des CRR diminue avec l’orientation des macromolécules. L’étude des mécanismes de diffusion de l’eau dans le PLA a mis en évidence un phénomène de plastification du PLA par les molécules d’eau. L’orientation des macromolécules est défavorable à la plastification et augmente les propriétés barrières.

  • Titre traduit

    Microstructure and relaxation phenomena study in a biodegradable polyester : Poly (lactic acid)


  • Résumé

    The aim of this work is in a first time to combine a standard microstructural study of PLA with a study of the cooperativity in the mobile amorphous phase during the glass transition. To reach this goal, different microstructures have been obtained by several thermomechanical treatments on two PLA: PLLA and PLA 4042D, presenting different molecular weight and different ratio L/D. The influence of crystallization temperature on the phase quantity evolution, particularly on the rigid amorphous fraction, is commented. It is shown by calculating the Cooperative Rearranging Region (CRR) sizes in the mobile amorphous phase, that whatever the PLA or the crystallization way, there is an effect, similar to a confinement effect, in the intra-spherulitic amorphous phase. It is not considered as a pure geometric effect but as the result of chemical interactions, linking the mobile amorphous phase and the rigid amorphous fraction. In a second time, a study of the drawing influence on the cooperativity and the water barrier properties is carried. The CRR size decreases with the macromolecule orientation. The study of the water diffusion mechanism in the PLA has shown a PLA plasticization phenomenon by the water molecules. The plasticization is decreased by the macromolecule orientation and the barrier properties are increased.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (156 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. [133]-146. Notes bibliogr. en fin de chapitres. [155] réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Rouen. Service commun de la documentation. Section sciences site Madrillet.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 09/ROUE/S023
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