Etude des propriétés rhéologiques et des modifications structurales de protéines de maïs plastifiées en vue de leur impression 3D par dépôt de fil fondu / Laurent Chaunier in RHEOLOGIE, Vol. 33 (06/2018)

[article]  inRHEOLOGIE > Vol. 33 (06/2018) . - p. 1-6 Titre : Etude des propriétés rhéologiques et des modifications structurales de protéines de maïs plastifiées en vue de leur impression 3D par dépôt de fil fondu Type de document : texte imprimé Auteurs : Laurent Chaunier, Auteur ; Michèle Dalgalarrondo, Auteur ; Guy Della Valle, Auteur ; Denis Lourdin, Auteur ; D. Marion, Auteur ; E. Leroy, Auteur Année de publication : 2018 Article en page(s) : p. 1-6 Note générale : Bibliogr. Langues : Français (fre) Catégories : Cisaillement (mécanique) Dépôt de fil fondu Impression tridimensionnelle Maïs et constituants Protéines végétales Rhéologie Viscosité Zéine La zéine est une classe de protéine prolamine du grain de maïs. Elle est en général produite sous forme de poudre à partir du gluten de maïs. La zéine est utilisée dans un grand nombre d'applications industrielles et alimentaires. Historiquement, elle a été employée pour la fabrication d'une vaste gamme de produits commerciaux, dont des revêtements pour gobelets en carton ou bouchons de bouteilles de sodas, des étoffes d'habillement, des boutons, des adhésifs, des enduits et des liants. La zéine pure est incolore, inodore, sans saveur, dure, insoluble dans l'eau et comestible, ce qui la rend inestimable pour les produits alimentaires et pharmaceutiques, en concurrence avec la gomme laque. Elle est actuellement utilisée comme enrobage pour bonbons, cacahuètes, fruits, pilules et autres aliments ou médicaments encapsulés. La zéine peut être transformée en résines et autres polymères bioplastiques qui peuvent être extrudés ou roulés en divers produits plastiques. En raison des préoccupations environnementales croissantes à propos des revêtements synthétiques et l'augmentation actuelle du prix des produits pétrochimiques, l'attention se concentre sur la zéine comme matière première de nombreuses applications de polymères non toxiques et renouvelables, en particulier dans l'industrie du papier. La zéine présente beaucoup d’intérêt concernant les coûts d'élimination des matières plastiques et celui aussi du consommateur pour les substances naturelles. Les applications potentielles dans l'agro-alimentaire sont nombreuses. Index. décimale : 532.05 Mécanique des fluides et des liquides - Dynamique (cinétique et cinématique) Résumé : La fabrication additive d'objets sur mesure à base de biopolymères par dépôt de fil fondu (FDM) ouvre des perspectives pour des applications telles que des dispositifs biomédicaux ou des comprimés pharmaceutiques, en exploitant leurs propriétés de biocompatibilité, résorbabilité et comestibilité. La zéine est une protéine du maïs, coproduit de l’amidonnerie. Une fois plastifiée, elle constitue un bon candidat pour le procédé FDM, sous réserve de vérifier que ses propriétés rhéologiques sont en adéquation avec le procédé, ce qui implique de déterminer les modifications structurales qui les gouvernent. Dans ce but, nous avons étudié le comportement et la structure d’une zéine commerciale, plastifiée par extrusion avec addition de 20% de glycérol (Tg = 42°C). Les résultats montrent que le module de stockage varie de E′ > 1 GPa, à température ambiante, à une valeur inférieure à 0,6 MPa à la température de mise en oeuvre (T = 130°C), avant de s'écouler à l’état fondu avéré par G″ > G′. Pour un temps de séjour court typique en FDM (t ≤ 5 min), les mesures en faibles et grandes déformations montrent que la viscosité de la zéine plastifiée suit un comportement rhéofluidifiant, décrit par la loi puissance ̇ , avec K = 3 kPa.sn et n ≈ 0,5. Ce comportement est proche de celui des polymères standards utilisés en FDM, comme l'ABS ou le PLA à leurs températures d'impression. Cependant, les mesures rhéologiques en dynamique montrent une évolution croissante des modules à 130°C. Pour des temps élevés (t > 1 h), cette évolution conduit à G’ > G’’ quelles que soient les fréquences appliquées, traduisant une gélification. Ce phénomène serait dû à l'agrégation des protéines et à leur réticulation par liaisons disulfure entre résidus cystéine. L’action de plastifiants amphiphiles et l'obtention de filaments thermoplastiques par des traitements thermomécaniques de courte durée sont envisagées, afin de mieux contrôler ce phénomène et faciliter la mise en oeuvre de la zéine plastifiée par FDM. Note de contenu : - MATERIELS ET METHODES : Matériaux et caractérisation analytique - Evaluation du comportement rhéologique des fondus à base de zéine - RESULTATS ET DISCUSSION : Propriétés rhéologiques à l'obtention des fondus - Evolution des propriétés rhéologiques des fondus : point de gel - Caractérisation moléculaire des fondus - Propriétés rhéologiques des fondus en écoulement (régime établi en micro-mélangeur) Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=30826 [article]

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Mise en oeuvre et propriétés de l'amidon / Denis Lourdin in CAOUTCHOUCS & PLASTIQUES, N° 780 (10/1999)

[article]  inCAOUTCHOUCS & PLASTIQUES > N° 780 (10/1999) . - p. 39-42 Titre : Mise en oeuvre et propriétés de l'amidon Type de document : texte imprimé Auteurs : Denis Lourdin, Auteur ; Guy Della Valle, Auteur ; Paul Colonna, Auteur ; Didier Poussin, Auteur Année de publication : 1999 Article en page(s) : p. 39-42 Note générale : Bibliogr. Langues : Français (fre) Catégories : Amidons Amylose (macromolécule) Analyse thermomécanique dynamique Biopolymères Films plastiques -- Propriétés mécaniques Glycérine Le glycérol, ou glycérine, est un composé chimique de formule HOH2C–CHOH–CH2OH. C'est un liquide incolore, visqueux et inodore au goût sucré, utilisé dans de nombreuses compositions pharmaceutiques. Sa molécule possède trois hydroxyles correspondant à trois fonctions alcool responsables de sa solubilité dans l'eau et de sa nature hygroscopique. Un résidu glycérol constitue l'articulation centrale de tous les lipides de la classe des triglycérides et des phosphoglycérides. PROPRIETES PHYSIQUES : Le glycérol se présente sous la forme d'un liquide transparent, visqueux, incolore, inodore, faiblement toxique si ingéré (mais laxatif à haute dose), au goût sucré. Le glycérol peut se dissoudre dans les solvants polaires grâce à ses trois groupes hydroxyles. Il est miscible dans l'eau et l'éthanol ; et insoluble dans le benzène, le chloroforme et le tétrachlorométhane. Son affinité avec l'eau le rend également hygroscopique, et du glycérol mal conservé (hors dessicateur ou mal fermé) se dilue en absorbant l'humidité de l'air. - PROPRIETES CHIMIQUES : Dans les organismes vivants, le glycérol est un composant important des glycérides (graisses et huiles) et des phospholipides. Quand le corps utilise les graisses stockées comme source d'énergie, du glycérol et des acides gras sont libérés dans le sang. - DESHYDRATATION : La déshydratation du glycérol est faite à chaud, en présence d'hydrogénosulfite de potassium (KHSO3) et produit de l'acroléine - ESTERIFICATION : L'estérification du glycérol conduit à des (mono, di ou tri) glycérides. - AUTRES PROPRIETES : Le glycérol a un goût sucré de puissance moitié moindre que le saccharose, son pouvoir sucrant est de 0,56-0,64 à poids égal13. Le glycérol a des propriétés laxatives et diurétiques faibles. Comme d'autres composés chimiques, tels que le benzène, son indice de réfraction (1,47) est proche de celui du verre commun (~1,50), permettant de rendre "invisibles" des objets en verre qui y seraient plongés. Transition vitreuse Index. décimale : 668.4 Plastiques, vinyles Résumé : Les polymères biodégradables à base d'amidon font aujourd'hui l'objet d'intenses recherches. Le point sur ces matériaux largement développés à l'Inra. Note de contenu : - MISE EN Å’UVRE : FUSION ET ÉCOULEMENT - PROPRIÉTÉS D'USAGE DE L'AMIDON THERMOPLASTIQUE : Sans ajout de plastifiant - Avec ajout de plastifiant - A l'état antiplastifié - Tableau 1 - Conditions de plastification d'un amidon de pois sur extrudeur bivis pilote - Tableau 2 - Propriétés mécaniques de films d'amidon en fonction de leur teneur en glycérol - Tableau 3 - Perméabilité à l'oxygène de films d'amidon en fonction de leur teneur en sorbitol - Fig. 1 - Influence d'un traitement mécanique (10kJ/kg) sur les spectres mécaniques et la cristallinité d'un amidon de blé plastifié avant et après traitement - Fig. 2 - Exemples de courbes d'écoulement de matériaux thermoplastiques à 200°C et d'amidons plastifiés à 125°C à base de pois lisse et de blé - Fig. 3 - Influence de la teneur en amylose sur les propriétés mécaniques de films d'amidon sans additif - Fig. 4 - Température de transition vitreuse de l'amidon contenant différentes teneurs en glycérol en fonction de la teneur en eau - Fig. 5 - Exemples de courbes obtenues par Analyse thermomécanique Dynamique (DMTA) (E' et Tan δ) sur des films d'amidon contenant différentes teneurs en glycérol - Fig. 6 - Mise en évidence par DMTA de l'effet d'antiplastification de l'amidon par du sorbitol Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=23997 [article]

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Modélisation des propriétés viscoélastiques linéaires d’amidon de pomme de terre amorphe en fonction de la température et la teneur en eau / Magdalena Kristiawan in RHEOLOGIE, Vol. 26 (12/2014)  

[article]  inRHEOLOGIE > Vol. 26 (12/2014) . - p. 33-41 Titre : Modélisation des propriétés viscoélastiques linéaires d’amidon de pomme de terre amorphe en fonction de la température et la teneur en eau Type de document : texte imprimé Auteurs : Magdalena Kristiawan, Auteur ; Laurent Chaunier, Auteur ; Guy Della Valle, Auteur ; Denis Lourdin, Auteur ; Sofiane Guessasma, Auteur Année de publication : 2017 Article en page(s) : p. 33-41 Note générale : Bibliogr. Langues : Français (fre) Catégories : Amidons Analyse thermique Analyse thermomécanique dynamique Eau Extrusion (mécanique) Maxwell, Modèle de Le modèle de Maxwell décrit un matériau viscoélastique, c'est-à-dire ayant à la fois des propriétés élastiques et visqueuses. Ce modèle fut proposé par James Clerk Maxwell1 en 1867. Rhéologie Thermogravimétrie Viscoélasticité Index. décimale : 532.05 Mécanique des fluides et des liquides - Dynamique (cinétique et cinématique) Résumé : Afin d’élaborer un modèle phénoménologique des propriétés thermo-rhéologiques de l’amidon de pomme de terre amorphe, dans une perspective de modélisation de sa mise en forme, son comportement viscoélastique linéaire a été étudié par analyse thermomécanique dynamique (DMA) en fonction de la température et de la teneur en eau. Des échantillons d’amidon extrudé ont été équilibrés pendant 3 semaines sous différentes humidités relatives pour atteindre des teneurs en eau comprises entre 9,3 et 17,2% massique en base humide. L’analyse DMA a été réalisée en mode de traction, en double balayage simultané en fréquence et en température. La perte d’eau au cours de l’analyse a été évaluée par analyse thermogravimétrique et par des mesures de température de transition vitreuse Tg en DSC, pour attribuer la teneur en eau réelle à chaque température de DMA. Une cartographie des modules de conservation et de perte (E’(ω) et E’’(ω)) en fonction de la teneur en eau réelle a ainsi été construite dans l’intervalle de températures étudié. Les courbes isothermes de grandeurs viscoélastiques ont été obtenues pour plusieurs teneurs en eau, par ajustement et interpolation des résultats. L’application du principe d’équivalence temps-température, en utilisant le facteur de translation aT(T), nous a permis d’obtenir des courbes maîtresses de E’(ω) et de E’’(ω) pour chaque teneur en eau. Ces résultats ont été ajustés par un modèle de Maxwell généralisé pour calculer le module de relaxation E(t) à la température de référence et des temps de relaxation Ï„ pour des valeurs discrètes de teneur en eau. Le modèle de Maxwell généralisé avec sept éléments a été utilisé pour calculer E(t) dans l’intervalle (10-2, 105 s). Le facteur de translation aT(T) a permis de déduire E(t) à n’importe quelle température dans l’intervalle étudié et, par interpolation, ses variations en fonction de la teneur en eau. Note de contenu : - MATERIELS ET METHODES : Préparation des échantillons - Analyses - RESULTATS ET DISCUSSION : Variation des modules E’ et E’’ avec la fréquence, la température et la teneur en eau - Ajustement du modèle de Maxwell généralisé - Calcul du module de relaxation E(t) En ligne : http://www.legfr.fr/larevue/index.php?Page=article&Vol=0026&NumArticle=4 Format de la ressource électronique : Pdf Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=28916 [article]

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