Synthèse de microcapsules biosourcées pour des applications cosméto-textiles

Environmentally benign synthesis of 100% bio-based polyamide microcapsules

• Auteur / Autrice : Émilie-Marie Soares-Latour
• Direction : Nathalie Sintes-Zydowicz, Etienne Fleury
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux
• Date : Soutenance le 18/12/2012
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne ; 1992?-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Ingénierie des Matériaux Polymères (Auvergne Rhône-Alpes ; 2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Chaumont
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Chambert, Julien Bernard, Isabelle Fereira
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Henri Cramail, Alain Durand

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polycondensation

Jojoba

Polyamides

Éco-matériaux

Mots clés libres

Microcapsules

Biosourcé

Polyamide

Cosméto-textile

1,4 diaminobutane

Chlorure de succinyle

Huile de jojoba

Polycondensation interfaciale

Microcapsules

Bio-based

Polyamide

Cosmeto-textiles

1, 4-diaminobutane

Succinyl chloride

Jojoba oil

Interfacial polycondensation

Résumé

L’industrie textile utilise les microcapsules depuis de nombreuses années et beaucoup d’applications se sont développées notamment dans le domaine des cosmétotextiles. Les microcapsules utilisées pour ces applications sont souvent obtenues par polycondensation in situ du formaldéhyde et de la mélamine. La membrane réticulée assure une bonne tenue thermique et mécanique, indispensable au traitement appliqué lors du dépôt des microcapsules et de leur accroche sur textile. La présence résiduelle de formaldéhyde, classé cancérogène de catégorie 3, pose problème et peut être contrôlée par un post-traitement. Cependant, REACH va probablement diminuer les concentrations en formaldéhydes admises. Notre étude s’inscrit dans ce contexte, afin de développer des microcapsules sans formaldéhydes, à partir de monomères 100% d’origine naturelle selon des procédés respectueux de l’environnement. La membrane des microcapsules, synthétisée par polycondensation interfaciale entre le chlorure de succinyle et le 1,4 diaminobutane, donne lieu à la formation d’oligomères de polyamide 4,4 difficiles à caractériser car jamais étudié en détail. Un travail préliminaire de synthèse et de caractérisation de modèles a donc été effectué afin de nous aider dans la caractérisation de la membrane des microcapsules. Dans un second temps, nous avons optimisé les conditions opératoires de formation des microcapsules afin qu’elles répondent au cahier des charges. Les microcapsules obtenues et leur membrane polyamide 4,4 ont ensuite été caractérisées. Enfin, nous avons testé l’application de ces microcapsules sur textiles et étudié la résistance des cosméto-textiles obtenus aux frottements et au lavage en machine.

Textile industry has been using microcapsules for many years especially in the design of cosmeto-textiles. Microcapsules used for textile applications are often obtained by in situ polycondensation of formaldehyde and melamine. The crosslinked membrane ensures good thermal and mechanical properties, essential for treatment applied during microcapsules deposit and for their attachment onto textile. The residual presence of formaldehyde, classified as carcinogenic substance of level 3, is problematic and can be controlled by a post treatment. However, REACH directive will probably lower allowed formaldehyde concentrations. In this context, the aim of this work is to develop microcapsules without formaldehyde, from 100% bio-based monomers and using environmental friendly processes. Membrane microcapsules being synthesized by interfacial polycondensation between succinyl chloride and 1, 4-diaminobutane, this reaction results in polyamide 4 4 oligomers’ formation, difficult to characterize because this polymer has not yet been studied in detail. A preliminary work of syntheses and models characterizations has been performed to help the microcapsules membrane characterization. In a second step, we optimized the operating conditions of microcapsules formation to meet the specifications. The obtained microcapsules and their polyamide 4, 4 membrane were further characterized. Finally, we tested the microcapsules application onto textile and studied the obtained cosmeto-textile resistance to friction and washing machine.