Academic literature on the topic 'Adhésif biosourcé'

Le chitosane est un polysaccharide cationique biosourcé largement utilisé dans différents domaines tels que la santé, le traitement des eaux usées ou les compléments alimentaires. Un autre champ applicatif de ce polymère correspond au domaine des adhésifs. En effet, la demande actuelle visant à remplacer les polymères non naturels et toxiques par des polymères plus « verts » et plus sains est fortement présente dans le milieu des adhésifs et ouvre d'intéressantes opportunités au chitosane et à ses dérivés. Cependant, le chitosane est insoluble dans l'eau (à des pH > 7) et présente une résistance faible à l'eau lorsqu'il est utilisé comme adhésif. Cette constatation limite ses possibilités d'utilisation dans le domaine du collage.Des études ont été menées sur différents chitosanes industriels afin de sélectionner ceux présentant les caractéristiques physico-chimiques les plus attrayantes pour un usage en tant qu'adhésif. Ensuite, le chitosane a été chimiquement modifié par des réactions de réticulation covalente et plastifié afin d'améliorer les propriétés mécaniques de joints adhésifs à base de chitosane sur le bois en milieu humide. Un adhésif à base de chitosane présentant une résistance au cisaillement supérieure à 4 MPa sur éprouvettes humides a été obtenu avec l'ajout de glycérol diglycidyl éther avec un ratio massique glycérol diglycidyl éther/chitosane de 20 %
Chitosan is a cationic bio-sourced cationic polysaccharide widely used in different fields from health to wastewater treatment through food supplements. Another important use of this polymer is adhesion. Indeed, the current demand to replace non-natural and toxic polymers by greener ones is well present in the adhesive field and open good opportunities for chitosan and its derivatives. However, chitosan is not water soluble (at pH ≥ 7) and exhibits a poor water-resistance in the field of adhesion which reduces the possibilities of its utilization within the paste field.Studies have been carried out to identify commercial chitosans with the most promising characteristics as adhesive. Then, chitosan has been chemically modified by covalent crosslinking reaction and plasticizing to improve its mechanical resistance for wood bonding in presence of water. A chitosan-based adhesive with a shear resistance higher than 4 MPa on wet samples has been obtained by adding glycerol diglycidyl ether with a weight ratio glycerol diglycidyl ether/chitosan of 20 %

Les travaux présentés concernent le développement d'un matériau composite (farine de liège, liant et additif) pour l'élaboration de bouchons technologiques mis en œuvre par un procédé de moulage. Dans le cadre de ces travaux, la synthèse, la caractérisation et la formulation d'un polymère biosourcé ont été développées en tant que liant de ce matériau composite. La stratégie de cette thèse a été de développer un polymère obtenu par polycondensation d'un composé époxydique avec un agent réticulant de type amine. Dans un premier temps, une caractérisation approfondie du liant utilisé par DIAM Bouchage a été réalisée pour définir le cahier des charges du nouveau polymère. L'étude de composés époxydiques et amines ont permis de sélectionner des précurseurs commerciaux biosourcés et non-classés CMR qui répondent au cahier des charges. De nouveaux précurseurs époxydiques et amines ont été synthétisés à partir de bioressources telles que la vanilline et les dérivés d'acide gras. La synthèse de résines époxy-amines a été effectuée grâce aux précurseurs commerciaux sélectionnés et ces résines ont été caractérisées thermiquement, mécaniquement et physiquement. Finalement, des bouchons technologiques ont été synthétisés selon différentes formulations et caractérisés pour évaluer leur adéquation avec les spécifications de DIAM Bouchage
The presented study concerns the development of a composite material (cork flour, binder and additive) in order to produce of technological cork-stoppers carried out by a molding process. As part of this work, the synthesis, the characterization and the formulation of a biobased polymer have been developed as a binder of the composite material. The strategy of this thesis was to develop a polymer obtained by polycondensation of an epoxy compound with an amine curing agent.As a first step, a thorough characterization of the binder used by DIAM Bouchage was carried out to define the specifications of the novel polymer. The study of epoxy and amine compounds led to the selection of biobased commercial and non-classified CMR precursors that meet the specifications. Novel epoxy and amine precursors were synthesized from biobased resources such as vanillin and fatty acid derivatives. The synthesis of epoxy-amine resins was performed with the selected commercial precursors and these resins were characterized thermally, mechanically and physically. Finally, different formulations of technological cork-stoppers were synthesized and characterized to evaluate their suitability with the DIAM Bouchage specifications

Ces travaux de thèse en collaboration avec la société Evertree visent à mieux comprendre le caractère adhésif des tourteaux protéagineux. Afin de remplacer les colles à base de formaldéhyde dans l'industrie du bois, des alternatives biosourcées sont développées. De nombreuses colles végétales à partir de tourteaux de soja ont été développées aux Etats-Unis, mais cette culture est moins présente en Europe, contrairement au colza et au tournesol. Ainsi, la société Evertree valorise les tourteaux de colza et de tournesol au sein de formulations adhésives pour le bois. Cependant, le caractère adhésif de ces matières végétales n’est pas encore totalement compris. Il est acquis par la littérature que ce potentiel adhésif des tourteaux est relié à leur composition en protéines. Néanmoins, cette hypothèse n’a pas clairement été confirmée. Ainsi, les travaux de cette thèse ont concerné principalement le tourteau de tournesol et ont confirmé le caractère adhésif de sa composante protéique. Ils ont mis en avant les globulines comme étant la famille protéique responsable de l'activité adhésive. Enfin les paramètres structuraux des protéines ont également été étudiés, afin d'analyser leur rôle sur les paramètres adhésifs du tourteau de tournesol
The aim of this thesis, in collaboration with Evertree, is to gain a better understanding of the adhesive properties of protein meals. In order to replace formaldehyde-based adhesives in the wood industry, biosourced alternatives are being developed. Many vegetable glues based on soybean meal have been developed in the United States, but this crop is less common in Europe, unlike rapeseed and sunflower. Evertree, for example, uses rapeseed and sunflower meal in adhesive formulations for wood. However, the adhesive nature of these plant materials is not yet fully understood. The literature suggests that the adhesive potential of meals is linked to their protein composition. However, this hypothesis has not been clearly confirmed. The work in this thesis focused mainly on sunflower meal and confirmed the adhesive nature of its protein component. It highlighted globulins as the protein family responsible for adhesive activity. Finally, the structural parameters of the proteins were also studied, in order to analyse their role in the adhesive parameters of sunflower meal

Une alternative aux produits industriels de type phénol ou résorcinol peut être des tanins ou de la lignine. Les deux sont des polyphénols naturels, le tanin est extrait de différentes parties de plantes, tandis que la lignine est habituellement obtenue comme sous-produit dans les industries papetières. Ces deux produits sont la base principale sur laquelle j’ai travaillé pendant le développement de cette thèse. Dans une première partie, une étude de caractérisation et de différenciation entre différents tannins ayant la même origine mais que présentent un comportement différent lorsqu'ils sont utilisés dans la même application dans les mêmes conditions a été effectuée. Cette étude met en évidence la GPC comme technique fondamentale pour la différenciation des tanins de quebracho sulfités. D'autre part, les interactions entre différentes substances avec du tanin et de la lignine ont été étudiées. Comme l’étude de la réaction entre les diamines (telles que l'hexaméthylènediamine) avec du tanin et de la lignine pour obtenir des résines polycondensées. En outre, dans cette section ont été obtenus des polyuréthanes avec au moins 70% de substances naturelles dans leur préparation sans utiliser d'isocyanate dans le procédé. De plus, des aldéhydes dérivés de la lignine, comme la vanilline, ont été utilisés avec le tanin de pin pour la fabrication d'adhésifs dans la préparation de panneaux de particulaires, obtenant des résultats satisfaisants selon les normes européennes et des substances complètement naturelles. Enfin, dans le cadre d'un projet industriel les étapes initiales pour le développement d'une mousse de tanin rigide applicable par projection pour l'isolation thermique des bâtiments ont été réalisées. Lorsqu'un nouveau système de moussage mécanique a été développé pour des mousses de tanin basées sur des mousses de lutte contre incendie à base de tanin ou dans les mousses des opérations d’ouverture du tunnel, ce nouveau système de moussage évite les problèmes de retrait lors de la formation de la mousse
An alternative to industrial phenol or resorcinol industrial products may be tannins or lignin. Both are natural polyphenols, the tannin is extracted from different parts of plants, while lignin is usually obtained as a secondary product in the pulp and paper mill. These two products are the main basis on which I have worked during the development of this thesis. In a first part, a study of characterization and differentiation between different tannins with the same origin and that present a different behavior when used in the same application under the same conditions has been done. Highlighting the GPC as a fundamental technique for the differentiation between sulphited quebracho tannins. On the other hand, the interactions between different substances with tannin and with lignin have been studied. As the study of the reaction between diamines (such as hexamethylenediamine) with tannin and lignin to obtain a polycondensed resins. Also, in this section have been obtained polyurethanes with at least 70% of natural substances in their preparation without using any isocyanate in the process. In addition, aldehydes derived from lignin, such as vanillin, have been used next to pine tannin for the manufacture of adhesives in the preparation of particleboards, obtaining satisfactory results according to European standards and from completely natural substances. Finally, within an industrial project the initial steps have been carried out for the development of a rigid tannin foam applicable by projection for the thermal insulation of buildings. Where a new mechanical foaming system has been developed for tannin foams based in fire-fighting foams or in the foams of the tunneling operations, this new system of foaming avoids the problems of shrinkage during the formation of the foam

Les polyuréthanes (PU) sont une des principales familles de polymères démontrant des propriétés variées pour de multiples applications. Ces propriétés leurs ont permis d’être utilisés dans le domaine du biomédical depuis des décennies. Avec le développement actuel de nombreuses molécules issues de la biomasse, les possibilités d’innovation dans les matériaux biosourcés sont multiples. Aujourd’hui, des PUs aux propriétés avancées sont développés. Cependant, il y a toujours un manque de solutions plus respectueuses de l’environnement et efficaces comme adhésifs hémostatiques. Ainsi, ce travail a porté sur l’élaboration d’une nouvelle série d’adhésifs biosourcés PU à partir de différentes biomasses telles que les polymères bactériens et les huiles végétales, mais pas seulement. Plusieurs séries d’adhésifs ont été préparées et caractérisées, et proposent une large gamme de propriétés spécifiques aux adhésifs tels que la viscosité, le temps de réaction, l’adhésion tissulaire et l’éxothermie. De plus, des systèmes correspondant à l’état chimique final des adhésifs au contact des tissus ont été préparés et caractérisés. Selon la formulation, les propriétés physico-chimiques, thermiques et mécaniques peuvent être adaptées à différents tissus. La cytotoxicité et la dégradation, qui sont des paramètres clés pour une utilisation dans le biomédical, ont également été évaluées
Polyurethanes (PUs) are a major family of polymers used in a large range of fields. Moreover, they display a wide spectrum of physico-chemical, mechanical and structural properties. In this regard, they have shown suitable for biomedical applications and are used in this domain since decades. The current variety of biomass available has extended the diversity of starting materials for the elaboration of new biobased macromolecular architectures, allowing the development of biobased PUs with advanced properties. Nowadays, there is a need for more environmentally friendly and effective solutions for tissue adhesive purposes. In this frame, new renewably sourced PU-based hemostatic adhesives have been successfully designed. Chosen biomasses were mainly from bacterial ressources and vegetable oils, but not only. Many different adhesive formulations were obtained and characterized, and the developed adhesives offer a broad range of specific properties such as viscosity, curing time, tissue adhesion and exothermy. PUs, corresponding to the final adhesives chemical state in contact with the tissue, were also prepared and studied. They exhibited tailored physico-chemical, thermal and mechanical properties, close to diverse tissue native mechanical properties. Cytotoxicity and degradation, which are key parameters for biomedical applications, were also investigated

En plein essor, le marché des vernis à ongles représente plusieurs milliards de flacons vendus chaque année à travers le monde. Malgré un durcissement de la réglementation au cours des vingt dernières années, la composition des vernis reste problématique d’un point de vue environnemental. L’agent filmogène secondaire, ou résine, qui permet d’apporter le supplément d’adhésion, de brillance et de stabilité faisant défaut à la nitrocellulose, est le principal obstacle à l’obtention d’un vernis 100 % biosourcé. Dans ce contexte, nous nous sommes attachés à comprendre la physicochimie de ces systèmes complexes, en vue d'orienter la conception de nouvelles résines biosourcées compatibles par l'établissement de relations structures-propriétés. En premier lieu, des caractérisations physicochimiques complètes (état de surface, composition, perméabilité) ont été menées sur l’ongle et deux modèles semi-synthétiques. Un test d’adhésion a été mis au point afin d’évaluer l’adhérence de formulations sur ces substrats. La corrélation des résultats a permis d’identifier le meilleur modèle de l’ongle natif et mis en évidence les mécanismes d’adhésion vernis-ongle. Parallèlement, les résines benchmarks ont été caractérisées afin de définir un cahier des charges précis. L’adaptation d’outils de prédiction aux polymères a permis de relier des modifications structurales à la solubilité et a été validée à l’aide d’oligoesters modèles synthétisés. L’impact de certains motifs structuraux sur la brillance ou la dureté des résines a été mis en évidence et les relations structures-propriétés identifiées ont été confirmées via l'évaluation des performances de nouvelles résines polyesters biosourcées
Several billion nail polishes are sold every year throughout the world, and the market is still fast-growing. Despite a tightening of regulations over the past twenty years, the composition of varnishes remains problematic from an environmental point of view. The main obstacle to reach a 100% bio-based varnish is the secondary film-forming agent, or resin, which provides the additional adhesion, the gloss and the stability that nitrocellulose lacks. In this context, we have focused on understanding the physicochemistry of these complex systems in order to assist the design of new compatible biosourced resins through the establishment of structures-properties relationships. First, complete physicochemical characterizations (surface aspect and surface energy, composition, permeability) were carried out on native nails and two semi-synthetic models. An adhesion test was developed to evaluate the adhesion of formulations onto substrates. Correlated to physicochemical characterizations, these results allowed to identify the best model of the native nail and highlighted the adhesion mechanisms at the varnish-nail interface. In parallel, the "benchmarks" resins were characterized in order to define precise specifications according to their application performances. Thanks to the adaptation of prediction tools to polymers, we managed to link structural modifications to solubility and was validated using synthesized model oligoesters. The impact of some structural features on the gloss or the hardness of resins has been highlighted and the identified structures-properties relationships were confirmed through the evaluation of the performances of new bio-based polyester resins

En plein essor, le marché des vernis à ongles représente plusieurs milliards de flacons vendus chaque année à travers le monde. Malgré un durcissement de la réglementation au cours des vingt dernières années, la composition des vernis reste problématique d’un point de vue environnemental. L’agent filmogène secondaire, ou résine, qui permet d’apporter le supplément d’adhésion, de brillance et de stabilité faisant défaut à la nitrocellulose, est le principal obstacle à l’obtention d’un vernis 100 % biosourcé. Dans ce contexte, nous nous sommes attachés à comprendre la physicochimie de ces systèmes complexes, en vue d'orienter la conception de nouvelles résines biosourcées compatibles par l'établissement de relations structures-propriétés. En premier lieu, des caractérisations physicochimiques complètes (état de surface, composition, perméabilité) ont été menées sur l’ongle et deux modèles semi-synthétiques. Un test d’adhésion a été mis au point afin d’évaluer l’adhérence de formulations sur ces substrats. La corrélation des résultats a permis d’identifier le meilleur modèle de l’ongle natif et mis en évidence les mécanismes d’adhésion vernis-ongle. Parallèlement, les résines benchmarks ont été caractérisées afin de définir un cahier des charges précis. L’adaptation d’outils de prédiction aux polymères a permis de relier des modifications structurales à la solubilité et a été validée à l’aide d’oligoesters modèles synthétisés. L’impact de certains motifs structuraux sur la brillance ou la dureté des résines a été mis en évidence et les relations structures-propriétés identifiées ont été confirmées via l'évaluation des performances de nouvelles résines polyesters biosourcées
Several billion nail polishes are sold every year throughout the world, and the market is still fast-growing. Despite a tightening of regulations over the past twenty years, the composition of varnishes remains problematic from an environmental point of view. The main obstacle to reach a 100% bio-based varnish is the secondary film-forming agent, or resin, which provides the additional adhesion, the gloss and the stability that nitrocellulose lacks. In this context, we have focused on understanding the physicochemistry of these complex systems in order to assist the design of new compatible biosourced resins through the establishment of structures-properties relationships. First, complete physicochemical characterizations (surface aspect and surface energy, composition, permeability) were carried out on native nails and two semi-synthetic models. An adhesion test was developed to evaluate the adhesion of formulations onto substrates. Correlated to physicochemical characterizations, these results allowed to identify the best model of the native nail and highlighted the adhesion mechanisms at the varnish-nail interface. In parallel, the "benchmarks" resins were characterized in order to define precise specifications according to their application performances. Thanks to the adaptation of prediction tools to polymers, we managed to link structural modifications to solubility and was validated using synthesized model oligoesters. The impact of some structural features on the gloss or the hardness of resins has been highlighted and the identified structures-properties relationships were confirmed through the evaluation of the performances of new bio-based polyester resins