Développement de filaments nanocomposites à base de polylactide « PLA » : application aux textiles antibactériens

par Awa Soronfe Doumbia

Thèse de doctorat en Mécanique, Energétique et Matériaux

Sous la direction de Éric Devaux, Christine Campagne et de Manuela Ferreira.

Soutenue le 10-05-2012

à Lille 1 , dans le cadre de École doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Lille) , en partenariat avec Laboratoire de génie et matériaux textiles (Roubaix, Nord) (laboratoire) .


  • Résumé

    Ce travail de thèse se place dans le contexte de la valorisation du polylactide (PLA), un polymère issu de ressources renouvelables, dans le secteur des textiles techniques. Ainsi, de nouveaux filaments nanocomposites ont été élaborés par filage en voie fondue suivi d’un étirage, un procédé facile à mettre en œuvre en milieu industriel et exempt d’utilisation de solvants. Les charges utilisées sont les nanoparticules d’oxyde de zinc (ZnO) et d’argent (Ag) largement utilisées pour apporter des propriétés antibactériennes aux matériaux. De plus, ils sont non toxiques pour les cellules mammifères et assez stables thermiquement pour convenir au procédé de filage en voie fondue. En général les oxydes métalliques (ici le ZnO) sont utilisés pour recycler le PLA par dépolymérisation. Lors de cette étude, différentes techniques ont été utilisées pour le disperser finement dans le PLA et produire des filaments avec une moindre dégradation des propriétés thermo-mécaniques. Ces filaments ont ensuite été utilisés pour réaliser des étoffes maillées qui ont présenté de très bonnes propriétés antibactériennes. Les nanoparticules d’argent à très faible quantité (environ 0,1%) dans le nanocomposites apportent également d’excellentes propriétés antibactériennes. L’incorporation dans le PLA du mélange des deux types de charges (à faible quantité) a conduit à une amélioration significative des propriétés antibactériennes des tricots et ceci après plusieurs lavages. Enfin lors de cette étude, une contribution a été apportée sur l’explication du mécanisme antibactérien du ZnO qui est encore en discussion dans la littérature dans le cas de nos nanocomposites.

  • Titre traduit

    Development of nanocomposite multifilament yarns with polylactide (PLA) : application to antibacterial textiles


  • Résumé

    The objective of this thesis is to valuate polylactide (PLA), a polymer from renewable resources through technical textiles. So new PLA nanocomposite filaments were produced using melt spinning device. This process is solvent free and easy to implement in industry.The fillers used are nanoparticles of zinc oxide (ZnO) and silver (Ag) widely used to provide antibacterial activities to materials and are non-toxic for mammalian cells. Moreover they are thermally stable and suit melt spinning process. Generally metallic oxides (here ZnO) have been used for the recycling of polylactide (PLA) via catalyzed unzipping depolymerization. In this contribution, we used different way to finely dispersed ZnO in PLA and produced filaments with less degradation of thermal and mechanical properties. These filaments are used to produce knitted fabrics with very good antibacterial properties. Silver nanoparticles has also impart excellent antibacterial properties to knitted fabrics with very small amount (around 0,1%). The incorporation of both nanofillers in the PLA improves significantly antibacterial properties of knitted fabrics and allows to obtain very good antibacterial properties even after multiple launderings. Finally, during this study, a contribution was made on the elucidation of the mechanism of antibacterial activity of ZnO still under discussion in the literature in the case our nanocomposite textiles.


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