Élaboration et caractérisation de mélanges à base de polyesters biodégradables et d'élastomères

par Patricia Schimdt Calvao

Thèse de doctorat en Génie des matériaux

Soutenue en 2010

à Lyon, INSA .


  • Résumé

    Dans ce travail, des mélanges P[3HB] ou P[3HB-co-3HV]/ élastomère (EPDM ou PVB) ont été réalisés par différentes techniques (injection, pressage) pour notamment limiter la fragilité des matrices polyester brutes. Les mélanges ont été réalisés avec des taux massiques de de 10, 20 et 30% d’élastomère. Tout d'abord, l'effet de l'incorporation des élastomères sur, la cristallinité et la microstructure du P[3HB], les propriétés thermo-mécaniques des mélanges ainsi que l'influence de la méthode de mise en oeuvre ont été étudiées. L'ajout d'élastomères sur le P[3HB] (et P[3HB-co-3HV]) peut favoriser la nucléation, et il en résulte également une augmentation de la cristallinité de la matrice. Le PVB a montré un effet de plastification sur la structure du P[3HB]. La morphologie, la tension interfaciale, le comportement rhéologique, les propriétés mécaniques et la biodégradabilité des échantillons ont été analysés. Une morphologie du type dispersion de gouttelettes a été obtenue pour tous les mélanges, sauf pour le P[3HB]/EPDM injecté qui a montré un degré de co-continuité. Pour les mélanges injectés, les résultats indiquent que la morphologie finale est influencée fortement par les valeurs intrinsèques de viscosité de la matrice et de la phase dispersée. L'ajout d'élastomères a augmenté la résistance à l'impact du P[3HB], en particulier dans le cas du mélange P[3HB]/EPDM. L'incorporation des élastomères a entraîné une réduction du module d'élasticité et de la résistance à la traction par rapport au P[3HB] seul, toutefois l’allongement à la rupture augmente en particulier dans le cas de mélange avec PVB. La biodégradation du P[3HB] et P[3HB-co-3HV] s’est accélérée avec l'ajout d'élastomères en raison de la morphologie du type dispersion de gouttelettes des mélanges et de la diminution de la taille des sphérolites qui ont provoqué une augmentation de la zone interfaciale pour l'action des enzymes.

  • Titre traduit

    = Processing and characterisation of polymer blends based on biodegradable polyesters and rubbers


  • Résumé

    In this work, the effect of addition of a rubbery phase, (i) ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM) or (ii) Polyvinyl butyral (PVB), on the PHB and PHBcoHV properties is studied. The effect of rubber type on the crystallinity, the crystalline structure, thermal and dynamic-mechanical properties of the matrices and the effect of processing method to obtain the blends were investigated. The addition of elastomers on P[3HB] (and P[3HB-co- 3HV]) increases the nucleation, resulting in an increase of matrix crystallinity. PVB showed a plasticizing effect on the P[3HB] structure. Film samples showed a higher thermal degradation than injected ones, resulting in a slower crystallization and higher crystallinity. The morphology, interfacial tension, rheological behavior, mechanical properties (tensile and impact) and biodegradability of samples were also studied. A droplet dispersion morphology type was obtained for all the blends except for P[3HB]/EPDM injected samples which presented some extent of degree of continuity. The experimental results indicated that the final morphology observed for the blends was controlled by the viscosity ratio between the matrix and dispersed phase. Elastomer addition increased P[3HB] impact strength mainly for P[3HB]/EPDM blends. Moreover, elastomer incorporation resulted in a decrease of P[3HB] elastic moduli and tensile strength and increase of elongation of break, mainly for P[3HB]/PVB blends. It was observed that P[3HB] and P[3HB-co-3HV] biodegradation increased with elastomer addition due to the droplet dispersion morphology and decrease of spherulites size witch causes an increase of interfacial area for enzymes, facilitating biodegradation.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (pp.52, XIII-150)
  • Annexes : Bibliogr. p. 118-130

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(3582)
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.