Fonctionnalisation chimique des nanocristaux de cellulose par acylation avec les esters de vinyle : impact sur les propriétés de revêtements chargés en nanocellulose

Abstract

Ce travail de thèse a pour objectif d’élaborer de nouveaux revêtements composites en utilisant les nanocristaux de cellulose (NCC) comme additifs biosourcés. Pour pallier au problème d’incompatibilité entre les charges hydrophiles et les matrices hydrophobes, une méthode simple à partir des esters de vinyle a été développée pour fonctionnaliser la surface des NCC. Une étude préliminaire réalisée à partir de l’acétate de vinyle utilisé comme réactif modèle, a d’abord permis d’optimiser les conditions de réaction. Ce protocole expérimental a ensuite été étendu à d’autres esters de vinyle fonctionnels, confirmant le caractère polyvalent de la méthode. Les NCC non modifiés et acétylés ont été dispersés dans des matrices acryliques (latex) ou polyuréthane (réticulable), afin d’étudier leur impact sur les performances mécaniques et barrières des composites. Une amélioration des propriétés mécaniques et barrières à l’oxygène a pu être observée dans certains cas, mais l’acétylation de surface des NCC n’a pas conduit à de meilleures performances. Une solution bicouches constituée d’un film 100 % NCC acétyles recouvert de polymère a alors été envisagé et a d’augmenter fortement les propriétés barrières à l’oxygène des différents matériaux. Certains NCC fonctionnalisés ont également été dispersés dans une matrice polydiméthylsiloxane, potentiellement utilisable comme revêtement protecteur pour l’aérospatial. Une amélioration notable de la stabilité thermique et optique sous irradiations UV dans des conditions géostationnaires a alors été observée.