Résines alkydes biosourcées à séchage non-oxydatif

par Olivier Moreillon

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Frédéric Guittard et de Sonia Amigoni.

Soutenue le 16-09-2015

à Nice , dans le cadre de École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice) , en partenariat avec Laboratoire de physique de la matière condensée (Nice) (laboratoire) et de Joseph Louis LAGRANGE (laboratoire) .

Le président du jury était Anne Gaucher.

Le jury était composé de Frédéric Guittard, Sonia Amigoni, Anne Gaucher, Marc Lemaire.

Les rapporteurs étaient Anne Gaucher, Marc Lemaire.


  • Résumé

    Jusqu'à récemment, l'industrie chimique se contentait de développer des produits en répondant exclusivement à des contraintes de prix et de performance sans accorder d'importance à l'origine et à la toxicité des matières premières utilisées. Cependant, face à la diminution des ressources pétrolières et aux enjeux environnementaux, le développement de produits durables a connu un fort essor au cours des dernières années et confronte dorénavant les chimistes à de nouvelles contraintes sanitaires et environnementales. Dans ce contexte, la vieille chimie des peintures alkydes a été remise à l’ordre du jour, puisqu'utilisant un liant issu d'une polycondensation entre des matières premières renouvelables. Le séchage d’une peinture alkyde implique à l’heure actuelle un mécanisme oxydatif nécessitant d'être catalysé par des sels de Cobalt pour se produire en moins de 6 h. Ces catalyseurs sont potentiellement cancérogènes et soumis au règlement REACH. Après un état de l'art sur les alkydes et les alternatives aux sels de cobalt, trois mécanismes de réticulation ont été proposés afin d'offrir une alternative viable au séchage oxydatif. Ces trois mécanismes reposent sur une réaction chimique à température ambiante entre deux groupements fonctionnels. Plusieurs résines alkydes biosourcées et ainsi fonctionnalisées ont été synthétisées et caractérisées par mesures physico-chimiques. Leurs performances de séchage ont ensuite été évaluées et comparées au séchage oxydatif d'une résine alkyde conventionnelle par mesure de leur dureté Persoz, leur jaunissement dans le temps, leur brillance ou encore par mesure d'angle de contact.

  • Titre traduit

    Biobased alkyd resins with non-oxidative crosslinking mechanism


  • Résumé

    Up to recently, the origin and toxicity of raw material were not a major concern for the chemical industry, the main drivers of innovation being cost and performance. Increasing awareness of sustainability, supported by both public opinion and governments, is now adding a new constraint for chemists to take into account the origin of the raw materials used. In this context, alkyd coatings are making a huge comeback, because based on a binder obtained by polycondensation reactions of renewable raw materials. Conventional alkyd paints chemically dry through an oxidative mechanism, which requires cobalt salt to occur in less than 6 h. Chemical regulations such as REACH tend to limit the use of colbalt salts, because of their potentially carcinogenic effect. After reviewing the current state-of-the-art regarding conventional alkyd resins and cobalt salts alternatives, we proposed three new non-oxidative drying mechanism, each involving a chemical reaction between two key functional groups. Several biobased alkyd resins bearing these chemical groups were synthesized and characterized by physico-chemical analysis. Their drying performances were evaluated by following over time the Persoz hardness, the gloss, the yellowing or the contact angles. These non-oxidative crosslinking mechanisms were then compared with the oxidative drying of a conventional alkyd binder.



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