Bio-based additives from fatty acid derivatives for PLA : enhancing its thermomechanical and gas barrier properties
Additifs biosourcés dérivés d’acides gras pour l’amélioration des propriétés thermomécaniques et barrière du PLA
Résumé
The aim of the PhD word is to promote the use of bio-based additives to enhance the mechanical, thermal and O2 barrier properties of PLA. Firstly, novel symmetrical fatty bis-amides were synthesised as nucleating agents using fatty acids and linear aliphatic diamines. Their structure-property relationship has been established. Their use allowed to get PLA samples with a crystallinity ratio over 50% and a subsequent heat deflection temperature nearing 120°C. Secondly, polymeric additives based on poly(methyl ricinoleate) and its epoxidized and carbonated derivatives were considered. Their use allowed to enhance greatly the mechanical properties of PLA; the best results being obtained for neat poly(methyl ricinoleate) directly synthesised by the ITERG. Regarding the barrier properties, only a limited increase was reported with the use of such additives. More interestingly, the epoxidized and carbonated additives further limited the increase of permeability to the point where a similar value as for neat PLA was obtained.
Dans cette étude, plusieurs voies ont été considérées pour synthétiser des additifs biosourcés dans le but d’améliorer les propriétés mécaniques, thermiques et de perméabilité à l’O2 du PLA. Dans un premier temps, des agents nucléants de type bisamides symétriques ont été synthétisés à partir d’acides gras et de diamines linéaires aliphatiques. Les relation structure-propriétés de ces agents a été établie. Leur utilisation a permis d’obtenir des taux de cristallinité supérieurs à 50% dans des conditions de moulage isotherme ainsi qu’une température de fléchissement sous charge proche de 120°C. Dans un second temps, des additifs polymères de type poly(ricinoléate de méthyle) ont été considérés ainsi que leurs dérivés époxydés et carbonatés. Leur utilisation a permis de grandement améliorer les propriétés mécaniques du PLA, le meilleur additif étant le poly(ricinoléate de méthyle) non-modifié, fourni par l’ITERG. Les perméabilités à l’O2 ont été faiblement augmentées en présence de poly(ricinoléate de méthyle) non-modifié. Dans le cas des additifs époxydés et carbonatés, l’effet sur la perméabilité est bénéfique et permet d’obtenir des valeurs similaires à celles du PLA pur.
Origine : Version validée par le jury (STAR)