Nouveau matériau biodégradable et absorbeur d'oxygène à base d'amidon et de polycaprolactone. Evolution des propriétés en fonction de l'humidité

Les propriétés d une matrice à base d amidon thermoplastique (TPS) ont été caractérisées, et notamment leurs variations avec l humidité. Le TPS a été mélangé à du polycaprolactone (PCL) un polyester hydrophobe, pour limiter la sensibilité à l humidité du matériau. Un PCL de faible masse molaire (37000 g/mol, PCL37) et une vitesse d'extrusion faible favorisent la migration du PCL en surface du film mais le matériau est très hétérogène. Au contraire, avec un PCL de masse molaire plus élevée (50000 g/mol, PCL50) et un cisaillement plus fort, la répartition des deux phases du mélange est fine et homogène. Une inversion de continuité de phase est observée vers 50% de PCL50. Des interactions de type hydrogène entre le PCL et l'amidon ont été mises en évidence. L ajout de PCL50 limite les variations de la structure cristalline de l amidon avec l humidité ainsi que la sorption d eau de la phase TPS pour les activités de l eau élevées (> 0.8). La résistance mécanique des films augmente proportionnellement au taux de PCL. Leur déformation à la rupture est améliorée grâce à l'étirage uniaxial en sortie d extrudeuse. Une fonctionnalité d'absorption d'oxygène est donnée au matériau par l'ajout de particules actives. Le film contribuera ainsi à allonger la durée de vie des aliments dans le cas d une utilisation comme emballage alimentaire. Le film contenant 15% d'acide ascorbique et 1.5% de fer absorbe la quantité d oxygène voulue en 15 jours à 85% d humidité relative. La résistance mécanique de ce film est faible mais l'addition de 20% de PCL50 permet de compenser cet inconvénient malgré une absorption d'oxygène ralentie.The properties of a thermoplastic starch matrix (TPS) have been characterized, in particular their variations with humidity. TPS has been mixed with Polycaprolactone (PCL), an hydrophobic polyester, in order to limit the material sensibility to humidity. A PCL of low molar mass (37000 g/mol, PCL37) and a low extrusion speed favor the PCL migration on the film surface but the material is heterogeneous. On the contrary, with a PCL of higher molar mass (50000 g/mol, PCL50) and a higher shearing rate, the repartition of the blend both phases is fine and homogeneous. An inversion of phase continuity is observed near 50% of PCL50. Interactions as hydrogen bonds between PCL and starch have been highlighted. PCL50 addition limits starch crystalline structure variations with humidity as well as water sorption of TPS phase on high water activities (>0.8). Films mechanical resistance increases in proportion to PCL rate. Their elongation at break is improved thanks to uniaxially orientation at the end of the extruder. An oxygen scavenging capacity is given to these materials by active agent addition. The film will so contribute to prolong the shelf-life of food in the case of a use as food packaging. The film containing 15% of ascorbic acid and 1.5% of iron absorbs the expected quantity of oxygen in 15 days at 85% relative humidity. This film mechanical resistance is low but the addition of 20% of PCL50 allows compensating this drawback in spite of slower oxygen absorption.ROUEN-BU Sciences Madrillet (765752101) / SudocSudocFranceF