Développement d'un matériau à base d'acétate de cellulose par plastification réactive en extrusion

Cellulose acetate (CA) is a bio-sourced polymer available on an industrial scale. Plasticizers are commonly used to help transformation in the molten state of CA. However, over time, the migration out of the polymer matrix is observed. This will limit the use of cellulose acetate for applications such as agri-food and cosmetics. The objective of this thesis is to functionalize cellulose acetate in the melt state by reactive extrusion. Molecules that can act as external plasticizers, and react with different functions present on the polymer chain, have been selected. In a first step, the behaviour of polymer/plasticizer systems were studied and compared to usual blends with triacetin. The reactions between these plasticizers and hydroxyl or acetyl functions have been analyzed at different temperatures and with different catalysts using model reactions. This led to the development of a new material, cellulose acetate octanoate, with interesting thermal and mechanical properties.L’acétate de cellulose (CA) est un polymère bio-sourcé disponible à l’échelle industrielle. Il est courant d’utiliser des plastifiants afin de faciliter sa transformation par des techniques de plasturgie en voie fondue. Cependant, avec le temps, ces derniers peuvent migrer hors de la matrice polymère. Cela va limiter l’utilisation de l’acétate de cellulose dans certains domaines d’application tel que l’agroalimentaire et la cosmétique. C’est pourquoi ces travaux de thèse proposent fonctionnaliser l’acétate de cellulose en voie fondue par extrusion réactive. Pour cela des molécules pouvant jouer le rôle de plastifiant externe, mais également susceptibles de réagir avec les différentes fonctions présentes sur le polymère, ont été sélectionnées. Dans un premier temps, le comportement des mélanges polymère/plastifiants a été étudié et comparé à celui de plastifiants usuels tel que la triacétine. Les possibilités de réactions entre ces plastifiants et les fonctions hydroxyles et acétyles présentent sur le CA ont été analysé, à différentes températures et avec différents catalyseurs, à l’aide de réactions modèles. Cela a permis d’aboutir au développement d’un nouveau matériau, l’acétate octanoate de cellulose, présentant des propriétés thermiques et mécaniques intéressantes