Etude de dérivés d’amidon : relation entre la structure et le comportement thermomécanique
(Study of starch derivatives : structure-thermomechanical properties relationships)

URL d'accès : http://ori-nuxeo.univ-lille1.fr/nuxeo/site/esupver...

Auteur(s):  David, Adélina
Date de soutenance : 21/12/2017
Éditeur(s) : Université Lille1 - Sciences et Technologies 

Langue : Français
Directeur(s) de thèse :  Gaucher, Valérie ; Lourdin, Denis ; Stoclet, Gregory
Laboratoire : Unité matériaux et transformation (UMET)
Ecole doctorale : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq)

Classification : Génie chimique, technologies alimentaires
Discipline : Mécanique, Énergétique et Sciences des matériaux
Mots-clés : Triesters d’amidon
Hydroxy-éthers d’amidon
Amidons -- Structure -- Propriétés thermomécaniques
Estérification
Copolymères greffés
Acrylates
Styrène

Résumé : Pour pallier les inconvénients intrinsèques de l’amidon (hydrophilie, faibles propriétés mécaniques), deux voies de modification de ce polysaccharide ont été étudiées: la substitution des fonctions hydroxy par une fonction chimique hydrophobe de longueur variable d’une part, et le greffage par voie radicalaire de (co)polymères d’acrylate et de styrène d’autre part. Par la première voie, des degrés de substitution (DS) proches de 3 ont été visés conduisant à des matériaux hydrophobes dont la stabilité thermique est nettement améliorée par rapport à celle de l’amidon. Ces matériaux s’organisent sous forme de feuillets contenant les chaines amylacées séparés par les chaines alkyles qui peuvent s’interpénétrer et cristalliser si elles sont suffisamment longues. Le suivi de l’évolution structurale induite par déformation a révélé une orientation des chaînes amylacées parallèle à l’axe de sollicitation dans le cas des matériaux contenant les chaines alkyles les plus longues. La voie du greffage menée sur trois substrats amylacés de Mw distinctes a conduit à l’obtention de matériaux amorphes biphasés composés de chaines amylacés sur lesquelles ont été greffées quelques longues chaines de (co)polymères d’acrylate et de styrène. Ces matériaux hydrophiles liés à leur DS extrêmement faible présentent un comportement fragile dès que l’une des deux phases est à l’état vitreux.


Résumé (anglais) : In order to overcome the intrinsic disadvantages of starch (hydrophilicity, low mechanical properties), two modification ways of this polysaccharide have been studied: the substitution of the hydroxy groups by a hydrophobic chemical function of variable length on the one hand, and the radical grafting of (co)polymers of acrylate and styrene on the other hand. Using the first route, degrees of substitution (DS) near 3 were targeted leading to hydrophobic materials whose thermal stability is significantly improved over that of starch. These materials are organized into a sheet-like structure in which the starch chains are organized in planes separated by the alkyl chains which can interpenetrate and crystallize if they are long enough. The study of the structural evolution induced by deformation revealed an orientation of the starch chains towards the draw axis in the case of the materials containing the longest alkyl chains. The grafting way carried out on three starch substrates of different Mw led to the production of two-phase amorphous materials composed of starch chains onto which a few long chains of acrylate and styrene (co)polymers have been grafted. These hydrophilic materials linked to their extremely low DS exhibit a brittle behavior as soon as one of the two phases is in a glassy state.


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