Compréhension des mécanismes mis en jeu dans la chimie des green-binders

Mechanistic study of the green binder chemistry for mineral wool

• Auteur / Autrice : Victor Maruani
• Direction : Bruno Andrioletti, Éric Framery
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 16/03/2017
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Chimie (Lyon ; 2004-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ICBMS - Institut de Chimie et Biochimie Moléculaires et Supramoléculaires - UMR 5246 (Villeurbanne, Rhône)
• Jury : Président / Présidente : Michèle Besson
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marie Savonnet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Florent Allais, Henri Cramail

Mots clés

Mots clés contrôlés

Résonance magnétique nucléaire

Fructose

Glucose

Saccharose

Mots clés libres

Saccharose

D-glucose

D-Fructose

5-HMF

Humines

Mélanoïdines

RMN

Sucrose

D-glucose

D-Fructose

5-HMF

Humins

Melanoïdines

NMR

Résumé

La laine de verre est un matériau utilisé pour l'isolation acoustique et thermique des habitations. Ce matériau est constitué à 95% de fibres de verre et à 5% d'un liant. Bien que ce dernier soit utilisé en quantité très faible dans la formulation du matériau, il est responsable de l'obtention de bonnes propriétés mécaniques en assurant, notamment, l'intégrité structurelle du panneau de laine de verre. Pour préparer ces liants, une résine et des additifs (huile, silicone et silane) sont utilisés. Depuis une cinquantaine d'années, les résines majoritairement utilisées pour la préparation de liant pour la fabrication de la laine de verre sont de type formo-phénolique. Bien que les propriétés mécaniques des panneaux de laine de verre obtenus avec cette résine soient bonnes, il a été nécessaire d'éliminer le formaldéhyde, composé Cancérigène-Mutagène-Reprotoxique, de la formulation. C'est pourquoi de nouvelles résines ont dû être développées. Ces développements ont permis de retenir une résine pH-compatible à base de saccharose et avec des propriétés mécaniques analogues à celles obtenues avec la résine formo-phénolique. Le but de cette thèse est donc d'accéder à une connaissance approfondie des mécanismes réactionnels mis en jeu dans la formation de cette résine pour pouvoir, in fine, en optimiser ses performances

Glass wool is a material used for the acoustic and thermal insulation of dwellings. This material contains 95% of glass fibers and 5% of binder. Although this binder is used in a very small quantity in the formulation, it provides the expected mechanical properties by ensuring the structural integrity of the glass wool panel. To prepare these binders, resin and additives (oil, silicone and silane) are used. For fifty years the resins mostly used for the preparation of glass wool’s binders were the formo-phenolic’s types. Although theses resins provide good mechanical properties of the glass wool panels, it was necessary to remove the formaldehyde, a Carcinogen-Mutagen-Reprotoxic compound, from the formulation. As a consequence, new resins were developed. These developments helped us to retain a pH-compatible resin based on sucrose with mechanical properties as good as formo-phenolic’s resin. So, the aim of this thesis is to investigate the whole chemistry’s mechanism involved in the formation of this resin in order to be able to increase its performance