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Novel Nano-Reinforced Biodegradable Composites: Design and Characterization

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Des polymères plus écologiques

Les plastiques et les polymères classiques sont fabriqués à partir de pétrole. De nouveaux polymères, d'origine biologique et dotés de meilleures propriétés thermiques et mécaniques, pourraient représenter une alternative durable dans de nombreux cas.

Changement climatique et Environnement

L'épuisement des ressources naturelles ainsi que les inquiétudes croissantes concernant le recyclage des produits et l'impact sur l'environnement ont favorisé le développement de biopolymères, biodégradables ou d'origine biologique. En UE, la croissance du secteur des biopolymères est d'environ 20 % par an, mais leur utilisation commerciale est limitée par leurs médiocres propriétés mécaniques et thermiques. Des scientifiques financés par l'UE ont étudié deux méthodes différentes pour améliorer ces propriétés, visant l'emballage des aliments et l'agriculture, dans le cadre du projet NANOBIOCOMP («Novel nano-reinforced biodegradable composites: design and characterization»). Ils ont employé deux polymères biodégradables, l'un d'origine biologique (poly hydroxybutyrate-co-hydroxyvalérate, PHBV) l'autre dérivé du pétrole (poly butylène téréphthalate-co-adipate, PBAT). Les chercheurs ont étudié leur modification par divers types et pourcentages d'argile naturelle, ainsi que le mélange des deux dans diverses proportions. Ils ont testé le renforcement des biopolymères avec 1, 3 et 5 % d'argile à modification organique, et constaté que le rapport de 3 % apportait les meilleures propriétés. Ils ont aussi évalué la stabilité thermique, la cristallisation et le comportement mécanique dynamique. Les biopolymères composés à parts égales de PBAT et de PHBV ont montré de meilleures propriétés thermiques et mécaniques. Les chercheurs ont alors renforcé ces biopolymères par 3 % d'argile à modification organique. Ils ont ajouté une charge antimicrobienne (de la propolis), et l'ont comparée à un produit du commerce comme référence. Enfin, ils ont caractérisé la stabilité des matériaux dans des conditions variables de température, d'humidité et d'exposition aux intempéries et aux microbes. Les résultats de NANOBIOCOMP pourraient faciliter la conception et l'utilisation de nouveaux biopolymères pour l'emballage ou les voiles pour l'agriculture, renforçant la durabilité. Cette ingénierie basée sur les connaissances pourrait améliorer notablement les propriétés des biopolymères, renforçant leurs utilisations commerciales et donc l'impact mondial.

Mots‑clés

Polymères, biopolymère, origine biologique, biodégradable, mécanique, thermique, PHBV, PBAT, argile, composites

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