Génération in situ de dioxyde de titane par réactions d’hydrolysecondensations dans une matrice polymère fondu

In situ synthesis of titanium dioxide by hydrolysis-condensation reactions in molten polypropylene matrix

• Auteur / Autrice : Walid Bahloul
• Direction : Philippe Cassagnau, Véronique Bounor-Legaré
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux polymères
• Date : Soutenance le 20/07/2010
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne ; 1991-....)
• Jury : Président / Présidente : Giovanni Camino
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Daniela Tabuani, Bruno Vergnes
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jocelyne Brendlé, Jean-Jacques Robin
• DOI : 10.70675/1aa4c110z6b0az4d50z9b49z5422731e0bbb

Mots clés

Mots clés contrôlés

Oxyde de titane

Procédé sol-gel

Composites polymères

Mots clés libres

Polypropylène

Dioxyde de titane

Génération in situ

Hydrolyse-condensation

Sol-gel

Nanocomposites PP/TiO2

Extrusion réactive

Propriétés antibactériennes

Polypropylene

Titanium dioxide

Hydrolysis-condensation

Nanocomposites

Antibacterial

Reactive extrusion

Résumé

L’objectif de ce travail est de générer in situ des particules de dioxyde de titane dans une matrice polypropylène fondu au cours du procédé d’extrusion. La synthèse est basée sur des réactions d’hydrolyse-condensations d’un alkoxyde de titane (le n-tétrabutoxyde de titane). Une approche en milieu modèle a tout d’abord été développée offrant l’avantage de pouvoir travailler en milieu liquide sans prendre en compte de la viscosité du PP ni des effets de cisaillement. En se basant sur les données cinétiques déterminées en milieu modèle, la génération de ces particules de dioxyde titane a été ensuite transposée et modélisée dans le milieu polymère de masse molaire plus élevée. Les analyses chimique, structurale et morphologique ont permis de mettre au point l’élaboration in situ de nanocomposites PP/TiO2 présentant unestructure fractale avec des propriétés viscoélastiques particulières. Enfin l’étude des propriétés bactérienne de ce nanocomposite a mis en avant son pouvoir bactéricide (6Log) pour un taux de charge de 9 % massique.

Polypropylene/Titanium dioxide (PP/TiO2) nanocomposites were prepared from an original method based on the hydrolysis-condensation reactions of titanium alkoxide inorganic precursor premixed with PP under molten conditions. The synthesis is based on sol-gel method without solvent through extrusion process. A second treatment in hot water was applied in order to improve final conversion degree. First, hydrolysis-condensation reactions of titanium n-butoxide precursor were studied in model medium. Based on a kinetic equation carried out in the model medium, then the synthesis of titanium dioxide particles was transposed and modelled in polypropylene medium with high molar mass. Chemical, structural and morphological analyses highlight the in situ synthesis of bactericides PP/TiO2 nanocomposites andpresenting a particular morphological and rheological behaviour.