Utilisation de la chimie chromatogénique pour la conception et la réalisation de matériaux cellulosiques barrières à l'eau, aux graisses et aux gaz. - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2008

The use of chromatogenic chemistry for the conception and realization of cellulosic materials, barrier to water, greases and gas.

Utilisation de la chimie chromatogénique pour la conception et la réalisation de matériaux cellulosiques barrières à l'eau, aux graisses et aux gaz.

Résumé

Chromatogenic chemistry is a new chemical process which allows the molecular grafting of cellulosic materials with long chain fatty acids. In this study, it was applied to design and realize cellulosic materials with barrier properties required for food packaging (barrier to water, greases, gas ...). In a first step, to deepen our understanding of the mechanism of the grafting reaction of cellulosic materials, a simple test, the “Droplet Surface Migrating Test” was developed for viewing the progress of the reaction in the plane of the paper sheet. Next, the properties acquired by the papers after grafting was determined: the grafted papers showed a marked increase in their hydrophobicity and a good ability to write. The barrier properties remained low due to the permeability of the base paper. This led us to study the barrier properties of paper/board coated with film forming hydroxy polymers (starch, poly (vinyl alcohol) – PVA) and then grafted. It appeared that the combination between coating of the paper with PVA and grafting of the coated side provides very interesting barrier properties (to water, water vapour, greases and gas). A structural analysis of the new material has revealed that the quality of the barrier properties depends on the molecular weight and hydrolysis degree of PVA and is due to the formation of an organized block copolymer, created by sequential grafting of the chain of PVA.
La chimie chromatogénique est un nouveau procédé de chimie propre qui permet le greffage moléculaire de matériaux hydroxylés avec des acides gras à longue chaîne. Dans cette étude, elle a été appliquée à la conception et à la réalisation de matériaux cellulosiques présentant les propriétés barrière requises pour l'emballage alimentaire (barrière à l'eau, aux graisses, aux gaz ...). Dans un premier temps, nous avons voulu approfondir notre connaissance du mécanisme de la réaction de greffage des supports cellulosiques et nous avons ainsi développé un test simple permettant la visualisation de l'avancement de la réaction dans le plan de la feuille de papier, le « Droplet Surface Migrating Test ». Nous avons ensuite caractérisé les propriétés acquises par ces supports après greffage : les papiers greffés présentaient une augmentation marquée de leur hydrophobie ainsi qu'une bonne aptitude à l'écriture. Les propriétés barrière restaient toutefois faibles par suite de la perméabilité du support. Ceci nous a amené à étudier les propriétés barrière des supports papier/carton enduits avec des polymères filmogènes, hydroxylés (amidon, alcool polyvinylique-PVA) puis soumis à la réaction de greffage. Il est alors apparu que la combinaison d'une enduction du papier avec certaines qualités de PVA et un greffage de la face enduite permet d'obtenir des propriétés barrière (à l'eau, vapeur d'eau, gaz et graisses) particulièrement intéressantes. Une analyse structurelle du nouveau matériau a permis de mettre en évidence que la qualité de ces propriétés barrière dépend de la masse moléculaire du PVA, de son degré d'hydrolyse et qu'elles sont dues à la formation d'un copolymère bloc organisé, généré par le greffage séquentiel de la chaîne de PVA.
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tel-00452688 , version 1 (02-02-2010)

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  • HAL Id : tel-00452688 , version 1

Citer

Nicoleta Camelia Stinga. Utilisation de la chimie chromatogénique pour la conception et la réalisation de matériaux cellulosiques barrières à l'eau, aux graisses et aux gaz.. Chimie. Université Joseph-Fourier - Grenoble I, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00452688⟩
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