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Action 3 - Production de bioplastiques

Cette action a pour objectif de produire des PHAs à partir de déchets organiques agricoles disponibles dans la zone POCTEFA. Différents substrats carbonés peuvent être utilisés, pour la production biologique de ce type de bioplastiques.

A partir de PHAs commerciaux et potentiellement ceux synthétisés dans le groupe de travail : Production de bioplastiques seront créés des produits agricoles (pots horticoles, films...). Ils seront renforcés de fibres cellulosiques provenant de déchets agricoles et forestiers et des déchets fibreux issus du même groupe de travail. Ces fibres de renfort ne peuvent être incorporées au polymère telles quelles, il faut adapter leur fonctionnalité et leur morphologie par des procédés physico-chimiques afin de les rendre compatibles avec la matrice polymère polyester.

Nous testerons différents procédés de modification physico-chimique des fibres et nous les caractériserons (UdG) avant et après leur incorporation dans le composite. Deux familles d’additifs biodégradables seront également incorporés :

  1. Des additifs de couplage pour renforcer l’interface de la matrice/fibre (sélectionnés pour leur affinité avec la structure chimique du PHA et de la fibre),
  2. Des plastifiants du PHA (pour maintenir la ductibilité du biocomposite et permettre l’obtention de films par extrusion, particulièrement par soufflage).

Les formulations seront testées selon trois méthodologies différenciées :

  1. en continu et à échelle industrielle (jusqu’à 25 kg/h) dans une extrudeuse double vis (CATAR CRITT);
  2. en discontinu à échelle de laboratoire (1-3 kg/batch) (UdG);
  3. en impression 3D (GAIKER).

Dans cette action nous transformerons les matériaux en pièces finales (pots, films, stratifiés, etc…) par des techniques de mises en œuvre spécifiques aux thermoplastiques:

  • injection,
  • extrusion-soufflage,
  • extrusion-calandrage (CATAR CRITT, UdG)
  • et impression 3D (GAIKER).

Ils seront caractérisés d’un point de vue physico-chimique (UdG, CATAR CRITT, GAIKER):

  • fluidité (MFI),
  • viscosité/cisaillement,
  • températures caractéristiques associées à la phase viscoélastique (Tg, Tm, Tc),
  • propriétés mécaniques en traction,
  • flexion et choc (R, A%, E, ténacité),
  • morphologie de l’interphase fibre-matrice,
  • résistance thermique,
  • capacité d’absorption de l’eau, (activité liées à l’application du produit).

Les produits agricoles étant utilisés en extérieurs, nous étudierons l’influence des agents externes météorologiques (UdG), en conditions accélérées, dans une chambre de simulation avec différentes conditions climatiques pour représenter différentes zones géographiques.

Partenaire(s) impliqué(s): Univ Girona, CATAR, GAIKER
Livrables: Rapport sur la caractérisation physico-chimique des fibres avant et après traitement. Production de divers produits pour le secteur agroalimentaire produits par extrusion-soufflage, par injection-moulage ou en impression 3D. Rapport sur l’évolution des bioplastiques seuls ou en usage agricole en fonction de conditions climatiques.

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