Chemical functionalization of nanofibrillated cellulose by alkoxysilanes : application to the elaboration of composites and foams

Abstract

Au cours de ce travail de thèse, la Cellulose Nanofibrillée (CNF) a été isolée à partir de fibres de paille d’avoine puis modifiée chimiquement par des alcoxysilanes en milieu aqueux. La CNF silylée a ensuite été utilisée pour élaborer de nouveaux matériaux composites et mousses biosourcés.Le chapitre I présente quelques aspects généraux concernant les nanocelluloses, en particulier la NFC et ses applications dans le domaine des matériaux composites et des mousses.Le chapitre II est consacré à la fonctionnalisation de la CNF par le méthyltriméthoxysilane - choisi comme alcoxysilane modèle - ainsi qu’à la caractérisation du matériau silylé. Plusieurs paramètres réactionnels (pH, temps de réaction, concentration initiale en silane) ont été étudiés et optimisés, à partir de deux protocoles expérimentaux distincts. Les modifications ont été caractérisées à l’échelle moléculaire par différentes techniques physico-chimiques. Les propriétés des nanofibrilles silylées, comme la morphologie, cristallinité, mouillabilité, hygro-copicité et stabilité thermique, ont ensuite été évaluées.Dans le chapitre III, l’impact de la silylation sur les propriétés mécaniques et hygroscopiques de composites à matrice acide poly(lactique) ou matrice polydiméthylsiloxane chargés en NFC a été évalué.Pour finir, l’impact de la silylation sur les propriétés de mousses élaborées à partir de NFC lyophilisées a été étudié dans le chapitre IV (porosité, propriétés en compression, conductivité thermique, mouillabilité, hygroscopicité et oléophilicité).