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![Conception raisonnée de matériaux barrières incorporant des nano-adsorbants](https://infodoc.agroparistech.fr/img_cache/pmb_agroparistech_record_213544.webp)
Titre : |
Conception raisonnée de matériaux barrières incorporant des nano-adsorbants
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Auteur(s) : | Xiaoyi Fang, Auteur |
Type de document : | Thèse |
Sujets : | Polymères ; Matériaux nanostructurés ; Thermodynamique ; Thèses ou écrits académiques |
Résumé : |
Un matériau est dit « barrière » quand il induit un retard à la diffusion de la molécule « pénétrante ». Il existe peu de possibilités pour moduler les propriétés barrière d'un matériau donné (ex. emballage). La possibilité technologique la plus utilisée consiste à augmenter la tortuosité du chemin du pénétrant par l'addition d'obstacles. Ces obstacles peuvent être obtenus par la création d'une morphologie cristalline particulière ou par l'addition de nano-charges. L'efficacité ainsi obtenue dépend du facteur de forme des obstacles, de leur densité et orientation par rapport à la direction principale des transferts. Les travaux de thèse ont exploré une voie différente, dont les principes ont été formalisés précédemment à partir de considérations théoriques de la diffusion sur des sur[...]
Un matériau est dit « barrière » quand il induit un retard à la diffusion de la molécule « pénétrante ». Il existe peu de possibilités pour moduler les propriétés barrière d'un matériau donné (ex. emballage). La possibilité technologique la plus utilisée consiste à augmenter la tortuosité du chemin du pénétrant par l'addition d'obstacles. Ces obstacles peuvent être obtenus par la création d'une morphologie cristalline particulière ou par l'addition de nano-charges. L'efficacité ainsi obtenue dépend du facteur de forme des obstacles, de leur densité et orientation par rapport à la direction principale des transferts. Les travaux de thèse ont exploré une voie différente, dont les principes ont été formalisés précédemment à partir de considérations théoriques de la diffusion sur des surfaces d'énergie hétérogènes ou d'une description de la réactivité en catalyse hétérogène. L'idée directrice repose sur une augmentation du temps de parcours en lieu et place d'une augmentation du chemin de diffusion en incorporant dans le matériau de nano-adsorbants (obstacles actifs). Dans ce cas, le matériau devient une barrière spécifique à un ou une famille de solutés. En particulier, une théorie étendue des volumes libres a été développée pour séparer les interactions avec la surface active (montmorillonites dans cette étude) des effets des volumes-libres dans le polymère. Les propriétés de sorption des argiles pures et modifiées ont été caractérisées expérimentalement et par modélisation moléculaire pour déterminer les conditions pour lesquelles le coefficient de partage Kcontrast entre la surface des argiles et les polymères testés (polycaprolactone=PCL, alcool polyvinylique=PVA) seraient plus grand que l'unité. Les systèmes PVA+argiles natives ont présenté les meilleures propriétés barrières aux solutés modèles étudiés, avec une activation par les températures basses et une sélectivité modulable par l'humidité relative. Les effets bloquants ont été en bon accord avec la description du piégeage des solutés organiques dans entre les claies empilées des argiles sous contrôle à la fois entropique et enthalpique.
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Editeur(s) : | Paris [France] : AgroParisTech ; Massy [France] : AgroParisTech |
Date de publication : | 2013 |
Format : | 342 p. |
Langue(s) : | Anglais |
Lien vers la notice : | https://infodoc.agroparistech.fr/index.php?lvl=notice_display&id=213544 |
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