Moussage de biocomposites PLA-fibres végétales par des procédés assistés par CO2 supercritique - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2022

Moussage de biocomposites PLA-fibres végétales par des procédés assistés par CO2 supercritique

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Résumé

Dans de nombreux domaines industriels, le développement de structures composites polymères poreuses et légères présente un grand intérêt en raison de leurs nombreux avantages par rapport à un solide massif de même composition. Ces structures moussées sont utilisées dans les industries du sport, de la pharmacie, de l'aéronautique et de l'emballage, par exemple. Les thermoplastiques pétrosourcés sont largement utilisés mais en raison de la raréfaction inexorable des ressources fossiles et des enjeux environnementaux actuels, les biopolymères (polymère biosourcé, biodégradable et/ou biocompatible) sont de plus en plus utilisés. Il existe deux voies principales pour produire des mousses polymères en fonction de l'agent moussant utilisé, qui peut être chimique (CBA) ou physique (PBA). Les CBA sont capables de libérer un gaz lors de la décomposition thermique mais ils présentent certains inconvénients, parmi lesquels la nécessité de températures de traitement élevées, la rémanence de résidus solides dans la mousse et leur toxicité. Les PBA apparaissant comme une alternative à ces agents chimiques. Le CO 2 et le N 2 supercritiques sont les plus utilisés (Chauvet et al, 2017). Le procédé de moussage de polymères assisté par fluide supercritique est très souvent effectué dans un autoclave, procédé discontinu (ou batch). Les échantillons sont saturés en gaz sous pression et leur moussage est réalisé en induisant une instabilité dans le système. La solubilité des gaz dans les polymères augmente avec la pression mais diminue avec la température. Par conséquent, l'instabilité peut être induite par une chute brutale de pression ou par une élévation de température provoquant ainsi le moussage du polymère. L’extrusion moussage est quant à lui un processus continu dans lequel le gaz injecté dans le fourreau de l'extrudeuse agit comme plastifiant et comme agent moussant lors de la détente en sortie de filière (Villamil Jiménez et al, 2020). Cette technologie de moussage a été utilisée pour différents polymères, y compris les composites à base de PLA avec du CO 2 supercritique en tant qu’agent moussant. Les fibres de cellulose (Boissard et al,2012), de jute (Zafar et al, 2018) et la farine de bois (Neagu et al, 2012) ont été étudiés comme charges dans les mousses PLA. Les conditions opératoires, la nature et la teneur des charges ont une grande influence sur la morphologie, la texture et la structure finale de la mousse. En général, les charges modifient la cinétique de cristallisation et améliorent la résistance à l'état fondu du PLA. L’utilisation de charges permet d’obtenir des mousses dont le taux d'expansion est réduit par rapport aux mousses de PLA pur, augmentant ainsi la densité cellulaire et réduisant la taille des cellules. Ce travail a pour but d'expliquer les effets de la taille, du rapport d'aspect et de la teneur en fibres de cellulose utilisées en tant que charges sur les caractéristiques des mousses de PLA. Celles-ci ont été obtenues par procédés assistés par CO 2 supercritique suivant les deux modes de mise en œuvre : en voie continue et discontinue. L’effet de ces deux voies sur les propriétés des mousses n'a encore jamais été étudié.
Fichier non déposé

Dates et versions

hal-03874425 , version 1 (28-11-2022)

Identifiants

  • HAL Id : hal-03874425 , version 1

Citer

Jennifer Andrea Villamil Jiménez, Martial Sauceau, Romain Sescousse, Fabienne Espitalier, Nicolas Le Moigne, et al.. Moussage de biocomposites PLA-fibres végétales par des procédés assistés par CO2 supercritique. SFGP 2022 - Sciences et Solutions technologiques pour la Transition, Nov 2022, Toulouse, France. ⟨hal-03874425⟩
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