Synthèse, caractérisation et développement de nouveaux nanocomposites à base de polymère/renfort

Abstract

L'integration de nanoparticules de WO. dans une matrice de PLA a permis d'ameliorer de maniere notable les proprietes structurelles, thermiques, optiques et rheologiques du materiau. L'incorporation de ces nanoparticules jusqu'a 7% en poids a favorise la formation d'une structure en nid d'abeille, augmentant la cristallinite du PLA de 40% a 50% et renforcant ses capacites de blocage des rayons UV. Par ailleurs, l'ajout de WO. a egalement ameliore la stabilite thermique des nanocomposites, particulierement a faible concentration (1-5%), grace a une meilleure dissipation thermique et une reduction de la degradation thermique. Les tests rheologiques ont revele une augmentation marquee des proprietes viscoelastiques, avec un module de stockage multiplie par 30, indiquant la formation d'un reseau polymere renforce. Les essais antimicrobiens ont mis en evidence une activite antifongique efficace contre Candida albicans, tandis qu'aucun effet antibacterien significatif n'a ete observe contre Escherichia coli et Staphylococcus aureus. La modification des nanoparticules de WO. par l'acide oleique a permis d'ameliorer significativement la compatibilite entre la matrice hydrophobe du PLA et les charges inorganiques par rapport aux nanocomposites non modifies, reduisant ainsi l'agglomeration des nanoparticules et favorisant leur dispersion homogene au sein de la matrice polymere. Cette modification a non seulement conduit a une amelioration de la cristallinite du PLA, mais a egalement renforce ses capacites de blocage UV, ce qui est particulierement avantageux pour des applications necessitant une protection contre les rayonnements UV. En outre, la stabilite thermique des nanocomposites a ete considerablement amelioree, avec des temperatures de degradation plus elevees, en raison de l'effet barriere et stabilisant des nanoparticules modifiees uniformement dispersees dans la matrice polymere. Les proprietes rheologiques des nanocomposites ont egalement ete optimisees, avec une augmentation notable des modules viscoelastiques et une reduction du facteur d'amortissement (tan ƒÂ), indiquant une meilleure rigidite et elasticite des materiaux. Cette amelioration des proprietes viscoelastiques suggere une meilleure stabilite mecanique et un comportement elastique renforce. Cependant, l'echantillon contenant 7 % de charge a montre un effet plastifiant, ce qui a diminue les performances mecaniques, probablement en raison de la saturation de la matrice polymere, ce qui a altere les proprietes viscoelastiques et reduit l'efficacite de la fonctionnalisation a haute concentration de nanoparticules.