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Développement des bio-composites à partir des fibres cellulosiques et de l’acide poly-lactique (PLA) recyclé.

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Laadila, Mohamed Amine (2016). Développement des bio-composites à partir des fibres cellulosiques et de l’acide poly-lactique (PLA) recyclé. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 102 p.

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Résumé

Ces dernières années, plusieurs industries, en particulier l’industrie agroalimentaire se dirigent de plus en plus vers l’utilisation de l’acide poly lactique (PLA) dans leurs emballages. Ceci a commencé à générer des volumes considérables de plastiques dans les centres de tri au Québec, auxquels aucune voie de recyclage n’a été mise en place. Pour ce faire, les techniques de recyclage des déchets de l’acide poly lactique recyclé (PLAr) se développent et se diversifient. Le présent projet propose une nouvelle voie de recyclage qui consiste à associer l’acide poly lactique recyclé (PLAr) à des fibres cellulosiques, extraites à partir des bio-solides papetières afin de développer de nouveaux bio-composites qui peuvent être commercialisés de nouveau sur le marché. Afin de développer ce nouveau bio-composite, les fibres cellulosiques ont été extraites et traitées selon deux méthodes, la première méthode consiste à utiliser la technique de micro-onde avec une faible concentration d’acide sulfurique et la deuxième méthode consiste à utiliser les enzymes (cellulases + laccases). Les résultats de cette étude ont démontré, en premier lieu, que le traitement par micro-onde est efficace pour l’extraction des fibres cellulosiques provenant des bio-solides papetières primaires et mixtes. cette technique a permis également de réduire considérablement la taille des fibres cellulosiques de 1746,71 μm à 341,98 μm pour les boues mixtes et de 894,61μm à 293,97 μm pour les boues primaires. En deuxième lieu, il a été prouvé que le traitement enzymatique a abouti à une meilleure adhésion interfaciale entre la matrice de l’acide poly lactique recyclé (PLAr) et les fibres cellulosiques traitées, à travers l’activation des groupements hydroxyles. En troisième lieu, les tests mécaniques pour le nouveau bio- composite, issue de l’association : acide poly lactique recyclé (PLAr) + 2% de fibres cellulosiques primaires traitées, ont montré des meilleurs résultats, par rapport à l’acide poly lactique recyclé (PLAr). Ce projet a mis en évidence que le recyclage-valorisation de l’acide poly lactique recyclé (PLAr) et des déchets bio-solides papetiers est faisable. Dans le but de développer un nouveau bio-composite avec des propriétés mécaniques spécifiques avancée.

Abstract

During the last years, recycling techniques of recycled poly lactic acid (PLAr), and valorization ofpaper mill biosolids remain limited.In this report, many studies have been developed specifically on mechanical and physical properties of the recycled poly lactic acid (PLAr), this research project investigated a new approach by combining recycled poly lactic acid (PLAr) with cellulosic fibers extracted from the paper mill biosolids, for this purpose, two types of treatments have been used. In first step the extraction of cellulosic fibers by microwave using a low concentration of sulfuric acid was done. In second, the control size of cellulosic fibers by cellulase and improvement of interfacial adhesion between matrix and treated cellulosic fibers by activating their hydroxyl groups were investigated. The results of this study showed that the microwave treatment was effective for the extraction of cellulose fibers from mixed and primary biosolids, this technique reduced significantly the size of the cellulosic fibers from 894 μm to 293 μm and from 1746 μm to 341 μm for primary cellulosic fibers and mixed cellulosic fibers, respectively. Also, it was observed that the enzymatic treatment performed by laccase and cellulase showed better interfacial adhesion between the matrix recycled Poly lactic acid (PLAr) and cellulosic fibers treated enzymatically by activation of hydroxyl groups. The mechanical tests for the new biocomposites for the association recycled poly lactic acid (PLAr) + 2% of primary treated cellulosic fibers (enzyme treatment) showed better tensile strain at break point and tensile stress at yield as compare to recycled poly lactic acid (PLAr). Finally, the results of X-ray diffraction and Fourier transform infrared spectroscopy confirmed that mechanical properties of novel biocomposites were improved by association of treated cellulosic fibers and recycling poly lactic acid. This project has opened a new recycling and valorization method for recycled poly lactic acid (PLAr) and paper mill biosolids by development of a new bio-composite with highest specific mechanical properties compare to the poly lactic recycle.

Type de document: Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Brar, Satinder Kaur
Mots-clés libres: recyclage; acide poly lactique (PLA); valorisation; fibres cellulosiques; emballage
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 03 juill. 2018 13:26
Dernière modification: 03 juill. 2018 13:26
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/6952

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