Kinetic analysis on thermal decomposition of poly(lactic acid) toughened by calcium sulfate whiskers / J.-N. Yang in INTERNATIONAL POLYMER PROCESSING, Vol. XXXIV, N° 1 (03/2019)  

[article]  inINTERNATIONAL POLYMER PROCESSING > Vol. XXXIV, N° 1 (03/2019) . - p. 9-19 Titre : Kinetic analysis on thermal decomposition of poly(lactic acid) toughened by calcium sulfate whiskers Type de document : texte imprimé Auteurs : J.-N. Yang, Auteur ; S.-B. Nie, Auteur ; K. Chen, Auteur ; Y.-L. Tao, Auteur ; J.-B. Zhu, Auteur Année de publication : 2019 Article en page(s) : p. 9-19 Note générale : Bibliogr. Langues : Anglais (eng) Catégories : Bioplastiques -- Propriétés mécaniques Caractérisation Modèles mathématiques Morphologie (matériaux) Polylactique, Acide L'acide polylactique (anglais : polylactic acid, abrégé en PLA) est un polymère entièrement biodégradable utilisé dans l'alimentation pour l'emballage des Å“ufs et plus récemment pour remplacer les sacs et cabas en plastiques jusqu'ici distribués dans les commerces. Il est utilisé également en chirurgie où les sutures sont réalisées avec des polymères biodégradables qui sont décomposés par réaction avec l’eau ou sous l’action d’enzymes. Il est également utilisé pour les nouveaux essais de stent biodégradable. Le PLA peut-être obtenu à partir d'amidon de maïs, ce qui en fait la première alternative naturelle au polyéthylène (le terme de bioplastique est utilisé). En effet, l'acide polylactique est un produit résultant de la fermentation des sucres ou de l'amidon sous l'effet de bactéries synthétisant l'acide lactique. Dans un second temps, l'acide lactique est polymérisé par un nouveau procédé de fermentation, pour devenir de l'acide polylactique. Ce procédé conduit à des polymères avec des masses molaires relativement basses. Afin de produire un acide polylactique avec des masses molaires plus élevées, l'acide polylactique produit par condensation de l'acide lactique est dépolymérisé, produisant du lactide, qui est à son tour polymérisé par ouverture de cycle. Le PLA est donc l’un de ces polymères, dans lequel les longues molécules filiformes sont construites par la réaction d’un groupement acide et d’une molécule d’acide lactique sur le groupement hydroxyle d’une autre pour donner une jonction ester. Dans le corps, la réaction se fait en sens inverse et l’acide lactique ainsi libéré est incorporé dans le processus métabolique normal. On obtient un polymère plus résistant en utilisant l'acide glycolique, soit seul, soit combiné à l’acide lactique. Pyrolyse La pyrolyse est la décomposition ou thermolyse d'un composé organique par la chaleur pour obtenir d'autres produits (gaz et matière) qu'il ne contenait pas. L'opération est réalisée en l'absence d'oxygène ou en atmosphère pauvre en oxygène pour éviter l'oxydation et la combustion (L’opération ne produit donc pas de flamme). Il s'agit du premier stade de transformation thermique après la déshydratation. Elle permet généralement d'obtenir un solide carboné, une huile et un gaz. Elle débute à un niveau de température relativement bas (à partir de 200 °C) et se poursuit jusqu'à 1 000 °C environ. Selon la température, la proportion des trois composés résultants est différente. Résistance au chocs Stabilité thermique Sulfate de calcium Le sulfate de calcium est un corps composé chimique minéral anhydre, solide de structure ionique , formé simplement d'un anion sulfate et d'un cation de calcium, de formule chimique CaSO4 et de masse molaire 136,14 g/mol. Il correspond en réalité le plus souvent à un corps minéral naturel, nommé anhydrite, typique des évaporites, assez abondant, quoique caché car il se dégrade en gonflant à l'eau, en engendrant en surface le plus souvent un composé dihydratée, CaSO4·2H2O, minéral emblématique des roches évaporites, encore plus abondant, connu par les minéralogistes ou géologues sous le nom de "gypse". Il peut aussi former le plus souvent par transformation thermique un corps minéral hémihydraté, CaSO4·1/2H2O, il s'agit de la bassanite ou plus communément un des composés majeurs du "plâtre", poudre blanche obtenue par cuisson du gypse et pilage. (Wikipedia) Thermocinétique Trichites Les trichites sont des fibres minérales monocristallines possédant des propriétés mécaniques exceptionnelles. Les trichites se rencontrent sous une grande variété de formes, mais les plus intéressantes sont indiscutablement les fibres rectilignes, dont la longueur peut varier de 10 micromètres à 1 cm et dont le diamètre apparent est de l'ordre du centième de la longueur. Les trichites possèdent des propriétés mécaniques tout à fait exceptionnelles, dues à leur structure. Ce sont des monocristaux presque sans défaut, particulièrement sans dislocations. Leur module d'élasticité est beaucoup plus grand que celui du matériau qui les compose lorsque celui-ci se trouve sous sa forme ordinaire, et leur résistance à la rupture peut dépasser la valeur de 10 000 newtons par millimètre carré. La ténacité (rapport de la résistance à la densité) d'un même corps chimique (métal, oxyde, carbure, etc.) peut être multipliée par 20, en passant de sa forme cristalline ordinaire à la structure de trichite. De plus, les propriétés des trichites ne connaissent aucune variation jusqu'à une température très proche du point de fusion. (Larousse) Index. décimale : 668.4 Plastiques, vinyles Résumé : The biocomposites of poly (lactic acid) (PLA) involving 15 % mass fraction of calcium sulfate whiskers (CSW) were prepared via melt-blending technology, in an effort of toughening PLA and enhancing the thermal stability. The morphological structure, impact toughness, thermal stability as well as kinetic analysis on thermal decomposition for PLA/CSW composites were performed thoroughly. The results showed that CSW was organized successfully via silanization, helping to form well-bonded interfaces, and accordingly, the impact toughness increased remarkably. The thermal stability was enhanced by adding whiskers, leading to increased decomposition temperature and decreased mass conversion rate. Kinetic analysis revealed the great dispersions on the reaction order and activation energy. Though, in comparison to pure PLA, the reaction order of PLA/CSW composites increased based on calculation methods except for Carrasco's, the activation energy of the composites declined independently of the applied mathematical models, meaning that thermal decomposition of PLA phase was accelerated by the introduced CSW. Note de contenu : - EXPERIMENTAL : Materials - Samples preparation - Characterization - RESULTS AND DISCUSSION : Morphological structure - Impact toughness - Thermal behavior - Kinetic analysis on thermal decomposition DOI : 10.3139/217.3611 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1s3hYktna33Yft28TuMptJ7Sg639A_jvX/view?usp=drive [...] Format de la ressource électronique : Pdf Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=31907 [article]

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