New thermoforming composite materials based on cellulose fibres
Nouveaux matériaux composites thermoformables à base de fibres de cellulose
Résumé
The aim of this study is to elaborate new composite materials made from renewable resources both in terms of the reinforcing elements and the matrix. Biopolymers are the most suitable candidates in this context. More precisely, these materials are made of cellulose fibres and biodegradable thermoplastic. The preparation of such composite materials requires good interfacial properties between the two phases constituting the composite. For this purpose the compatibilisation between the fibres and the matrix, or even better, their copolymerization is necessary. To achieve such performances, chemical modifications are performed on one of the constituents through bi-functional coupling agents (dianhydrides, diisocyanates, silicon compounds and functionalized polyolefin). The processing of these materials is done by conventional techniques, commonly used in plastics industries like extrusion and solvent casting. The biodegradability of the fibers and the ageing of materials, as well as, their thermomechanical properties are studied. This study constitutes an alternative solution to substitute materials arising from fossil resources and causing enormous pollution problems.
Cette étude s'inscrit dans le cadre de la recherche de solutions alternative à l'utilisation des matières fossiles et à la pollution que les matériaux issus de cette filière (les emballages plastiques par exemple) peuvent causer. L'objectif est de préparer de nouveaux matériaux composites à base de matière première issue de ressources renouvelables tels que les biopolymères. Notre choix s'est orienté vers l'utilisation de fibres de cellulose et de polymères thermoplastiques biodégradables. La préparation de ces matériaux composites nécessite de compatibiliser, ou de copolymériser, les fibres et la matrice. Pour arriver à cette fin, des modifications chimiques sont effectuées sur l'un des constituants par le biais d'agents de couplage bi-fonctionnels (dianhydrides, diisocyanates, silanes et polyoléfines fonctionnalisés). La mise en œuvre des matériaux se fait par des techniques utilisées en industries plastiques (extrusion, coulée-évaporation ou "solvent casting"). La biodégradabilité et les propriétés thermomécaniques de ces matériaux, avant et après vieillissement des matériaux, sont étudiées.
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