Contribution à l’étude du vieillissement physique et de la dégradation en milieux contrôlés de biopolymères

Abstract

L'objectif de cette étude est de mettre en évidence les effets du vieillissement physique et du recuit thermique de l'acide polylactique (PLA) sur le comportement élastique de la température de transition vitreuse, ainsi que l'impact de l'ajout de molécules de thymol au PLA. Dans un premier temps, des échantillons de PLA ont été soumis à des processus de vieillissement et de recuit pour différentes durées. De plus, du thymol a été ajouté à d'autres échantillons dans des proportions allant de 1 % à 30 % en poids. Ensuite, les échantillons ont été caractérisés à l'aide de la calorimétrie différentielle à balayage (DSC), et des techniques de spectroscopie de réflectance totale atténuée (ATR) et de spectroscopie diélectrique ont été utilisées pour détecter les effets du thymol sur la matrice de PLA. Des analyses mécaniques dynamiques et des tests de traction ont également été réalisés. Les résultats obtenus par DSC mettent en évidence l'effet du vieillissement physique sur la transition vitreuse, se traduisant par un pic endothermique autour de la zone de transition vitreuse (Tg) qui augmente et se déplace vers des températures plus élevées avec l'augmentation de la durée du vieillissement. Tous ces effets sont cohérents avec le concept de volume libre du polymère. Deux types de cristallisation ont également été observés lors du recuit à des températures supérieures à 80°C. La technique ATR montre la stabilité thermique du PLA pur et l'effet du recuit avec le thymol, avec une diminution de la température de dégradation enregistrée. De plus, l'ajout de thymol a entraîné une augmentation significative de l'allongement des films lors de l'étirage. Une diminution très significative de la température de transition vitreuse (Tg) a été observée dans les échantillons contenant des quantités plus importantes de thymol par rapport au PLA pur. Enfin, les résultats obtenus par les techniques de spectroscopie ATR ont révélé que les molécules de thymol sont capables d'interagir avec la matrice de PLA.