Utilisateur:MlleLaurhy/Brouillon
La synthèse[modifier | modifier le code]
Deux principales méthodes de synthèse utilisé pour obtenir le PLA: la polycondensation ou la polymérisation par ouverture de cycle (ROP en anglais). Deux monomères sont utilisés: l’acide (L)-lactique (LLA) et l'acide (D)-lactique (DLLA).
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La polycondensation direct[modifier | modifier le code]
Chimiquement, la polymérisation de l’acide lactique se fait par la réaction de l’alcool sur l’acide carboxylique, formant un sous-produit, l’eau. La réaction à lieu en 3 étapes :
- Distillation de l’eau résiduel contenue dans l’acide lactique
- Réaction d'estérification et formation d’oligomère de PLA
- Polycondensation sous atmosphère inerte à pression réduite afin d’éliminer le sous-produit formé, l’eau, favorisant les transferts de chaînes (réaction de transestérification) conduisant à des polymères de faibles masses molaire
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Polymérisation par ouverture de cycle[modifier | modifier le code]
C’est la méthode la plus utilisé industriellement, elle produit du PLA de hautes masses molaires. La synthèse se passe en 3 étapes.
- Polycondensation : Formation d’oligomère de PLA
- Formation du lactide par dépolymérisation des oligomères de PLA
- Polymérisation du PLA par ouverture de cycle du lactide
Ses propriétés[modifier | modifier le code]
Le PLA commerciale est un copolymère de PDLLA obtenu par la polymérisation du LLA et DLLA. De nombreuses propriétés du PLA sont contrôlées par la proportion de LLA et DLLA présent dans le polymère.
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Les configurations[modifier | modifier le code]
Le PLA est un polymère chiral contenant des carbones asymétriques. Deux isomères, l’acide (L)-lactique et (D)-lactique sont utilisés dans la synthèse du PLA. La présence de ces centres stéréoisomères conduit à deux types de structures : isotactique et syndiotactique. Le polymère isotactique possède ces substituants du même coté du plan de symétrie tandis qu’un polymère syndiotactique possède ces substituants alternés l’un par rapport à l’autre du plan. La chaîne stéréochimique du PLA influence fortement les propriétés physiques et mécaniques du matériau.
Les propriétés thermiques[modifier | modifier le code]
La PLA peut être soit amorphe, soit cristallin selon sa structure stéréochimique. La polymérisation racémique du DLLA et du LLA conduit à la formation d’un PDLLA amorphe.
Les polymère contenant exclusivement l’acide (L)-lactique (PLLA), soit l'acide (D)-lactique (PDLA) sont semi-cristallins avec un Tg d’environs de 60°C[1] et une Tm de 175°C.
Le PLLA peut cristallisé sous 2 formes (α, β). Ils correspondent aux températures de fusion (Tm) suivantes: 185°C, la forme la plus stable, et 175°C pour les formes α et β respectivement[2].
Les propriétés mécaniques[modifier | modifier le code]
Le PLA semi-cristallin a un module de Young compris entre 3 et 16GPa, une résistance à la traction comprise entre 50 et 70 MPa, un module de traction de 3000- 4000 MPa, un allongement à la rupture variant de 2 à 10%, une résistance à la flexion de 1000 MPa et un module de flexion de 4000 – 5000 MPa [3].
- M. Pyda et B. Wunderlich, « Reversing and Nonreversing Heat Capacity of Poly(lactic acid) in the Glass Transition Region by TMDSC », Macromolecules, vol. 38, , p. 10472–10479 (ISSN 0024-9297, DOI 10.1021/ma051611k, lire en ligne, consulté le )
- M. Arnoult, E. Dargent et J. F. Mano, « Mobile amorphous phase fragility in semi-crystalline polymers: Comparison of PET and PLLA », Polymer, vol. 48, , p. 1012–1019 (DOI 10.1016/j.polymer.2006.12.053, lire en ligne, consulté le )
- Anders Södergård et Mikael Stolt, « Properties of lactic acid based polymers and their correlation with composition », Progress in Polymer Science, vol. 27, , p. 1123–1163 (DOI 10.1016/S0079-6700(02)00012-6, lire en ligne, consulté le )