Etude de la morphologie de nanobiocomposites de Poly(3-Hydroxybutyrate-co-3-Hydroxyvalerate) (PHBV)/nanotubes d’halloysite et évaluation de leurs performances

Résumé : Parmi les biopolymères, le poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) (PHBV) fait l’objet d’un grand intérêt de la part des chercheurs et des industriels. Cependant, sa sensibilité thermique et son comportement mécanique fragile restreint son utilisation dans certaines applications. Ainsi pour améliorer ses propriétés, deux grandes stratégies ont été suivies au cours de cette thèse. La première consiste à incorporer une argile de type halloysite (HNT), issue du gisement de Djebel Debbagh à Guelma (Algérie). À cet effet, des nanocomposites PHBV/HNT ont été élaborés par voie fondue. Les résultats de la microscopie électronique à balayage (MEB) et STEM ont montré une distribution relativement homogène de l’HNT avec la présence de larges agrégats. En conséquence et dans le but, d’améliorer la dispersion de ces nanotubes, il a été nécessaire de procéder à la modification des interfaces polymère-argile, soit par la modification chimique de l’halloysite, soit par l’incorporation d’un compatibilisant de type PHBV-g-MA dans le système binaire. Les résultats obtenus mettent en évidence la coexistence d’agrégats et de nanotubes individualisés. La seconde approche consiste à mélanger le PHBV avec un autre biopolymère comme le polybutylène succinate (PBS). Celui-ci a été choisi pour sa bonne stabilité thermique et ses bonnes propriétés mécaniques. Des systèmes hybrides ont été préparés par voie "fondue" en incorporant l’HNT et le PHBV-g-MA comme compatibilisant. L’étude révèle à travers le MEB que l’ajout de 5% en masse de PHBV-g-MA améliore la morphologie du mélange PHBV/PBS 80/20 qui se traduit par une diminution de la taille des nodules de PBS. L’ajout de 5% en masse de l’HNT dans le mélange favorise aussi la diminution de la taille des nodules de PBS. Cependant, la combinaison du PHBV-g-MA et de l’HNT limite l’effet émulsifiant de l’agent compatibilisant dû à l’agrégation de l’HNT. Les résultats de DSC et d’ATG montrent que le PHBV-g-MA n’a aucun effet sur les propriétés et la stabilité thermiques du mélange PHBV/PBS. Toutefois, la présence de l’HNT joue un rôle positif dans la diminution du pic de dégagement de chaleur (HRR). Les propriétés mécaniques du mélange ternaire PHBV/PBS/HNT avec ou sans compatibilisant sont comparables à celles du mélange pur PHBV/PBS 80/20.Une dernière partie des travaux a été menée sur le recyclage thermomécanique à travers une évaluation des effets du nombre de cycles d'excursion répétés sur le PHBV, le PBS, les nanocomposites PHBV/HNT et PBS/HNT, le mélange binaire PHBV/PBS 80/20 et ternaire PHBV/PBS 80/20+HNT avec et sans compatibilisant. Les résultats de cette étude ont montré que la recyclabilité de ces systèmes est possible du fait que la nanostructure du matériau recyclé soit améliorée et que les propriétés thermiques et mécaniques ne sont pas affectées après 5 cycles d’extrusion.
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Thèse
Matériaux. Université Montpellier, 2016. Français. 〈NNT : 2016MONTT223〉
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Soumis le : mercredi 6 juin 2018 - 12:52:06
Dernière modification le : lundi 11 février 2019 - 18:22:03
Document(s) archivé(s) le : vendredi 7 septembre 2018 - 13:13:08

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Salima Kennouche. Etude de la morphologie de nanobiocomposites de Poly(3-Hydroxybutyrate-co-3-Hydroxyvalerate) (PHBV)/nanotubes d’halloysite et évaluation de leurs performances. Matériaux. Université Montpellier, 2016. Français. 〈NNT : 2016MONTT223〉. 〈tel-01809028〉

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