Mélanges de PLA et de chitosane

Mélanges de PLA et de chitosane

Caractéristiques du chitosane
Détermination du degré de désacétylation

Le degré de désacétylation (DD) est l’un des principaux paramètres caractérisant le chitosane. Le chitosane est typiquement obtenu par désacétylation partielle de la chitine. Le produit est un copolymère d’unités N-acétylglucosamine et d’unités D-glucosamine. Plusieurs méthodes de détermination du degré de désacétylation ont été élaborées comme la titration pH-métrique, la spectroscopie UV-Vis et la spectroscopie infrarouge.
La détermination potentiométrique du degré d’acétylation est réalisée selon la méthode de Broussignac et Muzzarelli dans lequel le chitosane est dissous dans un excès connu d’acide.
Le processus de désacétylation implique l’élimination des groupes acétyle de la chaîne moléculaire de la chitine, laissant derrière un composant (chitosane) avec un groupe amino réactif chimique de haut degré (-NH2). Cela fait du degré de désacétylation une propriété importante dans la production de chitosane car il affecte les propriétés physico-chimiques et détermine donc ses applications appropriées. La désacétylation affecte également la biodégradabilité et l’activité immunologique [33],[34].
Il existe une différence considérable entre la chitine et le chitosane en fonction du degré de Ndésacétylation [35]. Ce dernier a fait le point sur des preuves suggérant qu’environ un résidu sur six à sept dans la chaîne portant des groupes amino libres manifeste certaines propriétés histochimiques. Dans tous les cas, le degré de désacétylation peut être utilisé pour différencier  la chitine et le chitosane car il détermine les groupes amino libres dans les polysaccharides. Il  existe deux avantages du chitosane par rapport à la chitine .

Poids moléculaire du chitosane

Le poids moléculaire (MW) est l’un des paramètres les plus fondamentaux dans la caractérisation d’un polymère. Le poids moléculaire du chitosane peut être déterminé par des méthodes telles que la chromatographie [38], la diffusion de la lumière et la viscosimétrie.Le chitosane est un biopolymère de haut poids moléculaire. Ce dernier varie selon les sources de matières premières et la méthode de préparation. Le poids moléculaire de la chitine native est généralement supérieur à un million de Daltons, alors que le chitosane commercial a un poids moléculaire de 100 à 1 200 kDa, selon le procédé et les qualités du produit. En général, une température élevée, de l’oxygène dissous ou une contrainte de cisaillement élevée peuvent provoquer la dégradation du chitosane. Par exemple, à une température supérieure à 280 °C, une dégradation thermique du chitosane se produit et les chaînes polymères se décomposent rapidement, ce qui réduit le poids moléculaire. En outre, la dépolymérisation maximale provoquée par une haute température ou l’utilisation d’acides concentrés, tels que l’acide chlorhydrique (HCl) entraîne des changements de poids moléculaire avec une dégradation minimale pour l’EDTA.

La viscosité du chitosane

Les chitosanes à masse moléculaire élevée donnent généralement des solutions très visqueuses, souvent non souhaitables pour la manipulation industrielle. Certains facteurs au cours du
traitement, tels que le degré de désacétylation, le poids moléculaire, la concentration de la solution, la force ionique, le pH et la température, affectent la viscosité du chitosane. Cette dernière diminue avec une durée accrue de déminéralisation [44]. Pour du chitosane dans l’acide acétique, la viscosité a tendance à augmenter avec la diminution du pH, alors qu’elle diminue avec la diminution du pH dans le HCl .

Propriétés antimicrobiennes du chitosane

Des études récentes sur l’activité antibactérienne du chitosane ont révélé que ce dernier est efficace pour inhiber la croissance des bactéries. Les bactéries Gram négatif ont une membrane externe supplémentaire contenant un lipopolysaccharide (endotoxine). Pour les bactéries Gram positif, le chitosane de 470 kDa était le plus efficace, sauf pour Lactbacillus sp., alors que pour les bactéries Gram négatif, le chitosane de 1 106 kDa était efficace. Le chitosane a généralement montré des effets bactéricides plus forts pour les bactéries Gram positif . Inversement, l’inhibition de la croissance et l’inactivation des levures semblent dépendre de la concentration en chitosane, du pH et de la température. Selon la littérature , l’action antimicrobienne du chitosane est influencée par des facteurs intrinsèques et extrinsèques comme le type (par exemple simple ou dérivé), le degré de polymérisation, la composition nutritive de l’hôte, la composition chimique et/ou nutritive du substrat et les conditions environnementales telles que l’activité de l’eau du substrat .

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Table des matières

Résumé II Abstract
Liste des abréviations
VI Liste des Figures
Liste des Tableaux
Introduction
1. Chapitre 1 – Étude bibliographique
1.1) Polymères biodégradables
1.1.1) Définition
1.1.2) Matériaux biodégradables
1.2) L’acide polylactique (PLA)
1.2.1) Production
1.2.2) Les caractéristiques du PLA
1.3) Le chitosane
1.3.1) Production du chitosane
1.3.2) Caractéristiques du chitosane
1.3.3) Propriétés
1.3.4) Applications du chitosane dans les emballages alimentaires
1.4- Mélanges de PLA et de chitosane
1.4.1) Immiscibilité PLA/CS
1.4.2) Compatibilisation
1.4.3) Méthodes de malaxage
1.5- Emballage
1.5.1) Emballage actif
1.5.2) L’emballage antimicrobien
1.6) Objectif du projet
Chapitre 2- Matériels et méthodes
2.1) Matériels et méthodes
2.1.1) Matériaux utilisés
2.1.2) Produits chimiques
2.2) Méthodes expérimentales
2.2.1) Synthèse du film composite CS/PLA par la technique de coulage (casting)
2.2.2) Méthodes de caractérisation
Chapitre 3- Résultats et discussion
3.1) Introduction
3.2) Materials and methods
3.2.1) Materials
3.2.2) Film preparation by casting technique
3.2.3) Thermal properties characterization
3.2.4) Oxygen permeability characterization
3.2.5) Mechanical properties characterization
3.3) Results and Discussion
3.3.1) Glass Transition Temperature
3.3.2) Melting behavior and crystallinity characterization
3.3.3) Oxygen permeability characterization
3.3.4) Mechanical properties of the developed films
3.4) Conclusion
Chapitre 4- Conclusion générale
4.1) Conclusion générale et recommandations
4.2) References

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