Starch Nanoparticles : preparation, reinforcing power and use as stabilization agent

Nanoparticules d'amidon : préparation, pouvoir renforçant et utilisation comme agent de stabilisation

Sihem Ben Haj (1, 2)

1 LRP - Laboratoire Rhéologie et Procédés
2 SME - Laboratoire de sciences des matériaux et de l’environnement [Université de Sfax]

The present work investigates a new process "top-down" of producing a starch nanoparticlesbased on the use of ultrasound as a means of physical disintegration. An extensivecharacterization using dynamic light scattering (DLS), Filed-effect scanning electronicmicroscopy (FE-SEM), and structural analysis (XRD, Raman and SAXS) shows that this wassuccessful in producing nanosized starch particles with platelet-like morphology. Theparticles produced were used as a Pickering stabilizer in the emulsion polymerization ofacrylic nanocomposite. The nanocomposite dispersion was characterized using dynamic lightscattering, ζ-potential measurement, transmission electron microscopy (TEM) and FE-SEM.A clear correlation between the particle size of the polymer particles and the content of thestarch nanoparticles was shown.The properties of the nanocomposite film prepared by casting and film-formation bycoalescence at room temperature were investigated using dynamic mechanical analysis andUV-Visible spectroscopy.

Le présent travail examine un nouveau procédé "top-down" de production des nanoparticulesd’amidon basé sur l’utilisation des ultrasons comme moyen de désintégration physique desparticules d’amidon. Une caractérisation approfondie par diffusion dynamique de la lumière(DLS), par microscopie électronique à balayage (FE-SEM) et par diffraction des rayons-X , etdiffusion Raman (DRX, Raman et SAXS) montre que cette approche permet de produire desparticules d’amidon nanométrique, de forme plaquettaire, ayant un caractère amorphe. Lesnanoparticules issues ont été utilisées comme stabilisants de Pickering dans la polymèrisationen émulsion pour préparer in-situ des nanocomposites à matrice acrylique incorporant lesnanoparticules d’amidon à des taux allant de 2 à 12%Les propriétés mécaniques et optiques des films de nanocomposites, obtenus aprèsévaporation de l’eau et coalescence des particules, ont été étudiées par analyse mécaniquedynamique (DMA) et spectroscopie UV-visible.

Mots clés: Starch; Nanoparticles; Top-down; Ultrasound; In-situ polymerization; Pickerin stabilize; Nanocomposites

Mots clés: Amidon; Nanoparticules; Top-down; Ultrasons; Polymérisation en émulsion; Pickering; Nanocomposites

Domaines: Génie des procédés; Matériaux

Sihem Ben Haj. Nanoparticules d'amidon : préparation, pouvoir renforçant et utilisation comme agent de stabilisation. Génie des procédés. Université Grenoble Alpes; Université de Sfax. Faculté des sciences, 2015. Français. ⟨NNT : 2015GREAI027⟩. ⟨tel-01213056⟩