WO2014111665A2 - Composition pour la production de bouteilles biodegradables - Google Patents

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Lan NGUYEN TIGHZERT
Isabelle LENORMAND VROMAN
Philippe DONY
Pascal BASTIEN
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Vegetal And Mineral Water
Urca - Universite De Reims Champagne Ardenne
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Definitions

  • the present invention relates in particular to a composition for the production of containers and more particularly to completely biodegradable bottles. More particularly, the composition according to the invention allows the production of bottles having the capacity to contain the carbon dioxide present in soft drinks.
  • PET polyethylene terephthalate
  • plastics pose many problems including their production or recycling. Firstly, the products used in the composition of these plastics are mainly derived from petroleum, which is a poorly renewable resource whose reserves are limited. Second, plastics, unlike natural polymers, are poorly biodegradable and some of their additives are non-biodegradable. In 2001 alone, total PET production was about 18 million tonnes. PET recycling is limited, and for the moment the vast majority of plastic bottles are dumped or incinerated.
  • the present invention provides novel compositions for the production of bioplastic bottles having both the ecological advantages of the bioplastics of the prior art and the aesthetic and mechanical properties of plastics such as PET.
  • the present invention provides compositions for the production of bioplastics resistant to the passage of carbon dioxide dissolved in soft drinks.
  • the present invention relates in particular to a composition that is remarkable in that it comprises between 70 and 95% by weight of polylactic acid (PLA), 3% to 8% by weight of plasticizers of natural origin, from 2% to 7% mass of lamellar nanofillers, from 1 to 5% by weight of a second biopolymer, from 0.4% to 1% by weight of antioxidants, from 0.2% to 0.6% by weight of nucleating agent and from 1% to 4% mass of release agent.
  • PLA polylactic acid
  • plasticizers of natural origin from 2% to 7% mass of lamellar nanofillers
  • from 1 to 5% by weight of a second biopolymer from 0.4% to 1% by weight of antioxidants
  • from 0.2% to 0.6% by weight of nucleating agent from 1% to 4% mass of release agent.
  • said composition is remarkable in that it comprises between 86 and 88% by weight of polylactic acid (PLA), 5% to 7% by weight of plasticizer of natural origin, from 3% to 4% by weight of lamellar nanofillers, from 1% to 3 "6 ⁇ ITlâSSG d 1 a second biopolymer, from 0.6% to 0.8 ⁇ 6 by weight of antioxidant, from 0.4% to 0.5% by mass of nucleating agent and from 1% to 2% by weight of release agent.
  • PLA polylactic acid
  • plasticizer of natural origin from 3% to 4% by weight of lamellar nanofillers
  • lamellar nanofillers from 1% to 3 "6 ⁇ ITlâSSG d 1
  • a second biopolymer from 0.6% to 0.8 ⁇ 6 by weight of antioxidant, from 0.4% to 0.5% by mass of nucleating agent and from 1% to 2% by weight of release agent.
  • said plasticizer of natural origin is chosen from the group comprising the compounds obtained by the fermentation of plants, the compounds produced by microorganisms, animal oils and their derivatives, vegetable oils and their derivatives and citrates and their derivatives.
  • said plasticizer of natural origin is chosen from the group comprising triethyl citrate, acetyl tributyl citrate and anhydrated or epoxidized vegetable oils.
  • said plasticizer of natural origin is chosen from the group comprising castor oil, rapeseed oil, linseed oil and sunflower oil.
  • plasticizer in the compositions according to the invention makes it possible to reduce the stress at break and to increase the elongation at break of the bi-plastics obtained. Moreover, the use of plasticizer also makes it possible to reduce the glass transition temperature of said compositions.
  • said nucleating agent is chosen from the group comprising mineral substances, metal oxides, organic compounds such as mono- or polycarboxylic acids and their salts.
  • said nucleating agent is chosen from the group comprising inorganic substances composed of silicates and organic compounds such as sorbitol and its derivatives.
  • the nucleating agents make it possible to increase the degree of crystallinity and the barrier properties and avoid the cold crystallization of the PLA during the blowing of the bottles.
  • said nucleating agent is selected from the group comprising talc and sorbitol and its derivatives such as 1,3,3,4-bis- (3 ', 4'-). dimethylbenzylidene) sorbitol, 1,3: 2,4-di (para-methyldibenzylidene) sorbitol and 1,3: 2,4-di (benzylidene) sorbitol.
  • said antioxidant is selected from the group comprising phenolic antioxidants and organophosphites.
  • the use of antioxidant makes it possible to limit the thermal degradation of PLA during the extrusion and injection of bio-plastics prepared from the compositions according to the invention.
  • said phenolic antioxidant is selected from the group consisting of 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, vitamin E and 2-tert-butyl-6- (3 ') acrylate.
  • tert-butyl-5'-methyl-2'-hydroxybenzyl) -4-methylphenyl 2,2'-methylene-bis- (4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2'-methylene-bis- (4 ethyl-6-tert-butylphenol), 2,2'-methylene-bis (6-cyclohexyl-4-methylphenol), 1,6-hexanediol-bis- ([3- (3,5-ditertiobutyl) -4- hydroxyphenyl])] propionate, pentaerythritoltetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)] propionate, 2,4-dimethyl-6-butyl
  • said antioxidant is selected from the group consisting of compounds of formula (RO) 3 P where R is independently alkyl or aryl.
  • R is independently alkyl or aryl.
  • alkyl is intended to mean a radical consisting of a saturated aliphatic chain, especially comprising straight or branched chain alkyls and cycloalkyls.
  • Aryl means the radicals comprising at least one unsaturated ring consisting of 6 carbons and which may be substituted on at least one of the carbons of said ring.
  • said antioxidant is selected from the group consisting of 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, tri (2,4-di-t- butylphenyl) phosphite and tri- (nonyl and / or dinonyl) phenyl phosphite
  • lamellar nanocharge is intended to mean any mineral structure in separable nanosheets (exfoliables), in particular by chemical modification or insertion of quaternary ammoniums between these sheets, in the form of nanoscale lamellae usually between 0.1 and 50 nanometers and more conventionally between 0.5 and 10 nanometers; the widths and the variable lengths of these slats can reach several microns.
  • said lamellar nanocharge is selected from the group consisting of lamellar silicates and lamellar double hydroxides and even more preferably in the group comprising montmorillonite, bentonite, saponite, hydrotalcite, hectorite, fluorohectorite, beidellite , nontronite, vermiculite, stevensite, manasseite, pyroaurite, sjogrenite, stichtite, barbertonite, takovite, desaultelsite, motukoretite, honesite, mountkeithite, wasmlandite and glimmer.
  • the use of lamellar nanofillers improves the crystallinity, the impermeability to oxygen and the modulus of elasticity of bio-plastics prepared from the compositions according to the invention.
  • said lamellar nanocharge is montmorillonite.
  • said release agent is selected from the group comprising acrylic copolymers, and erucamide and its derivatives.
  • said release agent is a mixture of 97% to 99% by weight of 2-propenoic acid and its esters (butyl 2-propenoate, methyl 2-propenoate) and 1 to 3% glycine.
  • said second biopolymer is chosen from the group comprising polycaprolactone, polybutylene succinate, polybutylene succinate adipate and polyethylene succinate.
  • the use of a second biopolymer makes it possible to promote the crystallization of PLA.
  • said second biopolymer is polybutylene succinate.
  • compositions may further comprise pigments and / or optical brighteners.
  • compositions according to the invention may further comprise organosiloxane precursors capable of forming, after plasma treatment, a thin layer.
  • the deposition of said thin layer of organic-inorganic hybrid nature makes it possible to improve the barrier properties of the bio-plastics obtained with the composition according to the invention.
  • This thin layer has both the hardness of the inorganic glass and the flexibility of the organic polymer and has a good resistance to cracking.
  • said organosiloxane precursor is from the family of ormosils and advantageously chosen from the group comprising triethoxysilane (TEOS), vinytriacetoxysilane (VTAS), glycidyloxypropyltrimethoxysilane (GPMTS), 3-aminopropyl trimethoxysilane (APMTS) and dodecyl triethoxysilane (DTES).
  • TEOS triethoxysilane
  • VTAS vinytriacetoxysilane
  • GPMTS glycidyloxypropyltrimethoxysilane
  • APIMTS 3-aminopropyl trimethoxysilane
  • DTES dodecyl triethoxysilane
  • said organosiloxane precursor is a binary or ternary mixture of the compounds mentioned above.
  • compositions according to the invention may comprise other compounds.
  • the compositions according to the invention consist solely of the compounds described in the absence of any other.
  • said composition is remarkable in that it comprises between 98.5 and 99% by weight of the base polylactic acid (PLA) formulation and of various of the above-mentioned additives, 0, 5% to 0.75% by weight of TEOS, from 0.5% to 0.75% by weight of VTAS, from 0.5 to 0.75% by mass of GPTMS, from 0.5% to 0.75% by weight of APTMS and 0.5% to 0.75% by mass of DTES.
  • PLA base polylactic acid
  • VTAS 0.5% to 0.75% by weight of VTAS
  • GPTMS 0.5 to 0.75% by mass of GPTMS
  • APTMS 0.5% to 0.75% by weight of APTMS
  • DTES 0.5% to 0.75% by mass of DTES.
  • the organosilanes are used in binary or ternary mixtures.
  • the present invention also relates to a remarkable container in that it consists entirely or partly of a composition according to the invention.
  • said container is a bottle.
  • said bottle further comprises a stopper consisting of all or part of potato starch or polybutylene succinate.
  • the present invention also relates to a method for preparing a composition according to the invention characterized in that the various compounds of said composition are treated by compounding by a corotative twin-screw extruder.
  • the preparation process according to the invention is preceded by a step of drying the PLA intended to be used in the composition according to the invention.
  • compositions comprising 86.49 g of polylactic acid (PLA), 6.12 g of plasticizers of natural origin, 3.5 g of lamellar nanofillers, 1 g of a second biopolymer, 0.7 g of antioxidants (0.35 g of phenol and 0.35 g of phosphites) 0.44 g of nucleating agent and 1.75 g of demoulding agent were prepared.
  • PLA polylactic acid
  • plasticizers of natural origin 3.5 g of lamellar nanofillers
  • 1 g of a second biopolymer 0.7 g of antioxidants (0.35 g of phenol and 0.35 g of phosphites) 0.44 g of nucleating agent and 1.75 g of demoulding agent
  • the formulations were obtained by compounding on a co-rotating twin-screw extruder (L / D: 36) equipped with a vacuum pump system with a screw speed of 190 rpm.
  • the screw elements are composed of blocks of conveying elements and bilobal kneaders positioned so as to promote the dispersion and exfoliation of the lamellar nanofillers.
  • the temperature profile used is an increasing profile ranging from 170 ° C to 180 ° C.
  • the PLA was dried for 4 hours at 60 ° C to avoid hydrolysis reactions during processing.
  • sample plates were prepared in press.
  • the resulting sample plates were analyzed by mechanical and thermal analyzes.
  • the results obtained indicate that the plates obtained with the compositions according to the invention have a modulus of elasticity of 1845 MPa, a breaking stress of 61 MPa and an elongation at break of 107%.
  • the glass transition and melting temperatures are 44.1 ° C and 165.8 ° C, respectively.
  • the cold crystallization is absent during the temperature rise analysis.
  • this cold crystallization occurs between 95-105 ° C during heating, for example during the heating of the preforms, which causes the opacification of certain areas of the bottle.

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Abstract

La présente invention concerne notamment une composition permettant la production de récipients et plus particulièrement de bouteilles fortement biodégradables. Plus particulièrement, la composition selon l'invention permet la production de bouteilles ayant la capacité de contenir le gaz carbonique présent dans les boissons gazeuses. Ainsi la présente invention concerne notamment une composition remarquable en ce qu'elle comprend entre 70 et 95 % en masse d'acide polylactique (PLA), 3% à 8% en masse de plastifiants d'origine naturelle, de 2% à 7% en masse de nanocharges lamellaires, de 1 à 5% en masse d'un second biopolymère, de 0.4% à 1% en masse d'antioxydants, de 0.2% à 0.6% en masse d'agent nucléant, de 1% à 4% en masse d'agent démoulant et de 1% à 1.5% en masse de composé hybride organique-inorganique sous forme de revêtement.

Description

COMPOSITION POUR LA PRODUCTION DE BOUTEILLES BIODEGRADABLES
Domaine technique
La présente invention concerne notamment une composition permettant la production de récipients et plus particulièrement de bouteilles totalement biodégradables. Plus particulièrement, la composition selon l'invention permet la production de bouteilles ayant la capacité de contenir le gaz carbonique présent dans les boissons gazeuses .
Technique antérieure
Pour des raisons de coûts et d'encombrement les bouteilles en verres ont été progressivement remplacées par les bouteilles en matières plastiques et le plus souvent en polyéthylène téréphtalate (PET) . En effet, le plastique est léger et peut être transporté, avant utilisation, sous une forme réduite peu encombrante (appelée préforme) . Tous ces avantages permettent une réduction drastique des coûts liés au transport et à la manipulation des bouteilles en plastique.
Toutefois, ces plastiques posent de nombreux problèmes notamment au niveau de leur production ou de leur recyclage. Tout d'abord, les produits entrant dans la composition de ces plastiques sont majoritairement issus du pétrole qui est une ressource faiblement renouvelable dont les réserves sont limitées. Ensuite, les plastiques, à la différence des polymères naturels, sont peu biodégradables et certains de leurs additifs sont non biodégradables. Rien qu'en 2001, la production totale du PET était d'environ 18 millions de tonnes. Le recyclage du PET est limité, et pour l'instant la grande majorité des bouteilles en plastique sont mises en décharges ou incinérées.
Depuis quelques années, de nouveaux matériaux issus de produits renouvelables et recyclables sont apparus. Ces bioplastiques permettent de diminuer les problèmes liés à l'impact écologique des bouteilles en plastique issus de la filière pétrochimique. Toutefois, la plupart de ces bioplastiques ne sont pas totalement dégradables et ne possèdent pas toutes les propriétés des bouteilles en PET. Parmi ces propriétés, on peut citer notamment la résistance mécanique, la transparence et l'esthétique.
La présente invention propose de nouvelles compositions permettant la production des bouteilles en bioplastiques ayant à la fois les avantages écologiques des bioplastiques de l'art antérieur et les propriétés esthétiques et mécaniques des plastiques tels que le PET. De plus, la présente invention propose des compositions permettant la production de bioplastiques résistant au passage du gaz carbonique dissous dans les boissons gazeuses .
Résumé de l'invention
Ainsi la présente invention concerne notamment une composition remarquable en ce qu'elle comprend entre 70 et 95 % en masse d'acide polylactique (PLA) , 3% a 8% en masse de plastifiants d'origine naturelle, de 2% à 7% en masse de nanocharges lamellaires, de 1 à 5% en masse d'un second biopolymère, de 0.4% à 1% en masse d ' antioxydants , de 0.2% à 0.6% en masse d'agent nucléant et de 1% à 4% en masse d'agent démoulant.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ladite composition est remarquable en ce qu'elle comprend entre 86 et 88 % en masse d'acide polylactique (PLA), 5% à 7% en masse de plastifiant d'origine naturelle, de 3% à 4% en masse de nanocharges lamellaires, de 1% à 3"6 ΘΠ ITlâSSG d 1 un second biopolymère, de 0.6% à 0.8 ~6 en masse d ' antioxydants , de 0.4% à 0.5% en masse d'agent nucléant et de 1% à 2% en masse d'agent démoulant. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit plastifiant d'origine naturelle est choisi dans le groupe comprenant les composés obtenus par la fermentation de végétaux, les composés produits par les microorganismes, les huiles animales et leurs dérivés, les huiles végétales et leurs dérivés et les citrates et leurs dérivés.
Selon un mode de réalisation encore plus préféré de l'invention, ledit plastifiant d'origine naturelle est choisi dans le groupe comprenant le triéthyl citrate, l'acétyl tributylcitrate et les huiles végétales anhydrées ou époxydées.
Selon un autre mode de réalisation encore plus préféré de l'invention ledit plastifiant d'origine naturelle est choisi dans le groupe comprenant l'huile de ricin, l'huile de colza, l'huile de lin et l'huile de tournesol .
L'utilisation du plastifiant dans les compositions selon l'invention permet de diminuer la contrainte à la rupture et d'augmenter l'allongement à la rupture des bio- plastiques obtenus. Par ailleurs, l'utilisation de plastifiant permet également la diminution de la température de transition vitreuse desdites compositions.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit agent nucléant est choisi dans le groupe comprenant des substances minérales, des oxydes métalliques, des composés organiques tels que des acides mono- ou polycarboxyliques et leurs sels. Selon un mode de réalisation encore plus préféré ledit agent nucléant est choisi dans le groupe comprenant les substances minérales composées de silicates et les composés organiques tels que le sorbitol et ses dérivés. Les agents nucléants permettent l'augmentation du taux de cristallinité et des propriétés barrière et évite la cristallisation froide du PLA lors du soufflage des bouteilles. Selon un mode de réalisation encore plus préféré de l'invention, ledit agent nucléant est choisi dans le groupe comprenant le talc et le sorbitol et ses dérivés tels que le l,3:2,4-bis- (3',4'- diméthylbenzylidène) sorbitol, le 1 , 3 : 2 , 4-di (para- méthyldibenzylidène) sorbitol et le 1,3:2,4- di (benzylidène) sorbitol .
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit antioxydant est choisi dans le groupe comprenant les antioxydants phénoliques et les organophosphites . L'utilisation d' anti-oxydant permet de limiter la dégradation thermique du PLA lors de l'extrusion et l'injection des bio-plastiques préparés à partir des compositions selon l'invention.
Selon un mode de réalisation encore plus préféré de l'invention, ledit antioxydant phénolique est choisi dans le groupe comprenant le 2 , 6-di-tertiobutyl-4méthylphénol , la vitamine E, l'acrylate de 2-tertiobutyl-6- (3 ' - tertiobutyl-5 ' -méthyl-2 ' -hydroxybenzyl ) -4-méthylphényle, le 2, 2 ' -méthylène-bis- (4-méthyl-6-tertiobutylphénol) , le 2,2'- méthylène-bis- (4-éthyl-6-tertiobutylphénol) , le 2,2'- méthylène-bis ( 6-cyclohexyl-4-méthylphénol) , le 1,6- hexanediol-bis- ( [3- (3, 5-ditertiobutyl- [4- hydroxyphényl ] ) ] propionate, le pentaérythritoltétrakis [ 3- (3,5-di- tertiobutyl-4-hydroxyphényl) ] -propionate, le 2,4- diméthyl- 6-butylphénol , le 4 , 4 ' -méthylène-bis (2 , 6-di-tert- butylphénol) , le 2 , 6-di-tertbutylphénol , le 2,4,6-tri- tertbutylphénol , le 2 , 6-diisopropylphénol , le 2 , 4-diméthyl- 6-tertbutylphénol , le 4- (N, -diméthylaminométhyl ) -2 , 8-di- tertbutylphénol et le 4-éthyl-2 , 6-di-tertbutylphénol .
Selon un mode de réalisation encore plus préféré de l'invention, ledit antioxydant est choisi dans le groupe comprenant les composés de formule (RO) 3P où R est indépendamment un alkyle ou un aryle. Dans le cadre de la présente invention, le terme "alkyle" entend désigner un radical constitué d'une chaîne aliphatique saturée, comprenant notamment les alkyles à chaîne linéaire ou ramifiée et les cyclo-alkyles .
Dans le cadre de la présente invention, le terme
"aryle" entend désigner les radicaux comprenant au moins un cycle insaturé constitué de 6 carbones et qui peuvent être substitués sur au moins un des carbones dudit cycle.
Selon un mode de réalisation tout à fait préféré de l'invention, ledit anti-oxydant est choisi dans le groupe comprenant le 2, 6-di-tert-butyl-4-méthylphénol, le tri (2, 4-di-t-butylphényl) phosphite et le tri - (nonyl et/ ou dinonyl) phényl phosphite
Sous le terme « nanocharge lamellaire », on entend designer toute structure minérale en nanofeuillets séparables (exfoliables ) notamment par modification chimique ou insertion d'ammoniums quaternaires entre ces feuillets, sous forme de lamelles d'épaisseur nanométrique d'ordinaire comprise entre 0,1 et 50 nanomètres et plus classiquement comprise entre 0,5 et 10 nanomètres ; les largeurs et les longueurs variables de ces lamelles pouvant atteindre plusieurs microns.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ladite nanocharge lamellaire est choisie dans le groupe comprenant les silicates lamellaires et les hydroxydes doubles lamellaires et encore plus préférentiellement dans le groupe comprenant la montmorillonite, bentonite, saponite, hydrotalcite, hectorite, fluorohectorite, beidellite, nontronite, vermiculite, stevensite, manasséite, pyroaurite, sjogrénite, stichtite, barbertonite, takovite, désaultelsite, motukoréaite, honéssite, mountkeithite, wermlandite et glimmer L'utilisation de nanocharges lamellaires permet d'améliorer le taux de cristallinité, l'imperméabilité à l'oxygène et le module d'élasticité des bio-plastiques préparés à partir des compositions selon l'invention.
Selon un mode de réalisation tout à fait préféré de l'invention, ladite nanocharge lamellaire est la montmorillonite .
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit agent démoulant est choisi dans le groupe comprenant les copolymères acryliques, et l'érucamide et ses dérivés.
Selon un mode de réalisation tout à fait préféré de l'invention, ledit agent démoulant est un mélange de 97 % à 99 % en masse d'acide 2-propénoïque et ses esters (butyl 2-propénoate, méthyl 2-propénoate) et de 1 à 3 % de glycine .
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit second biopolymère est choisi dans le groupe comprenant le polycaprolactone, le polybutylène succinate, le polybutylène succinate adipate et le polyéthylène succinate. L'utilisation d'un second biopolymère permet de favoriser la cristallisation du PLA.
Selon un mode de réalisation tout à fait préféré de l'invention, ledit second biopolymère est le polybutylène succinate .
Afin d'améliorer les propriétés esthétiques des bioplastiques obtenus avec les compositions selon l'invention, lesdites compositions peuvent comprendre en outre des pigments et/ou des azurants optiques.
Selon un mode de réalisation préféré, les compositions selon l'invention peuvent comprendre en outre des précurseurs organosiloxanes capables de former, après traitement au plasma, une couche mince.
Le dépôt de ladite couche mince de nature hybride organique-inorganique permet d'améliorer les propriétés barrière des bio-plastiques obtenus avec la composition selon l'invention. Cette couche mince possède à la fois la dureté du verre inorganique et la souplesse du polymère organique et présente une bonne résistance à la fissuration .
Selon un mode de réalisation tout à fait préféré de l'invention, ledit précurseur organosiloxane est de la famille des ormosils et avantageusement choisi dans le groupe comprenant le triéthoxysilane (TEOS) , le vinytriacétoxysilane (VTAS) , le glycidyloxypropyl triméthoxysilane (GPMTS) , le 3-aminopropyl triméthoxysilane (APMTS) et le dodécyl triéthoxysilane (DTES) .
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit précurseur organosiloxane est un mélange binaire ou ternaire des composés cités ci-dessus.
Les compositions selon l'invention peuvent comprendre d'autres composés. Toutefois, selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les compositions selon l'invention consistent uniquement en les composés décrits à défaut de tout autre.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ladite composition est remarquable en ce qu'elle comprend entre 98,5 et 99 % en masse de la formulation de base d'acide polylactique (PLA) et de différents additifs précités, 0,5% à 0,75% en masse de TEOS, de 05% à 0,75% en masse de VTAS, de 0,5 à 0,75% en masse de GPTMS, de 0.5% à 0, 75% en masse de APTMS et de 0.5% à 0.75% en masse de DTES. Selon cas les organosilanes sont utilisés en mélanges binaires ou ternaires.
La présente invention concerne également un récipient remarquable en ce qu'il est constitué en tout ou partie d'une composition selon l'invention.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit récipient est une bouteille.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ladite bouteille comprend en outre un bouchon constitué en tout ou partie d'amidon de pomme de terre ou de polybutylène succinate.
La présente invention concerne également un procédé de préparation d'une composition selon l'invention caractérisé en ce que les différents composés de ladite composition sont traités par compoundage par une extrudeuse bi-vis corotative.
Selon un mode de réalisation préféré, le procédé de préparation selon l'invention est précédé par une étape de séchage du PLA destiné à être utilisé dans la composition selon l'invention.
Description des modes de réalisation
Des compositions comprenant 86.49g d'acide polylactique (PLA), 6.12g de plastifiants d'origine naturelle, 3.5g de nanocharges lamellaires, lg d'un second biopolymère, 0.7g d ' antioxydants (0.35g de phénolique et 0.35g de phosphites) , 0.44 g d'agent nucléant et 1.75g d'agent démoulant on été préparées.
Les formulations ont été obtenues par compoundage sur une extrudeuse bi-vis corotative (L/D :36) munie d'un système de pompe à vide avec une vitesse de vis de 190 tr/min .
Les éléments de vis sont composés de blocs d'éléments convoyeurs et malaxeurs bilobes positionnés de façon à favoriser la dispersion et 1 ' exfoliation des nanocharges lamellaires .
Le profil de température utilisé est un profil croissant allant de 170°C à 180°C. Avant le compoundage, le PLA a été séché pendant 4 heures à 60°C afin d'éviter les réactions d'hydrolyse lors de la mise en oeuvre.
A partir de ces compositions, des plaques échantillons ont été préparées sous presse. Les plaques échantillons obtenues ont été analysées par des analyses mécaniques et thermiques. Les résultats obtenus indiquent que les plaques obtenues avec les compositions selon l'invention présentent un module d'élasticité de 1845 MPa, une contrainte à la rupture de 61 MPa et un allongement à la rupture de 107%. Les températures de la transition vitreuse et de la fusion sont respectivement de 44.1°C et de 165.8°C. En outre, la cristallisation froide est absente lors de l'analyse en montée de température. Par ailleurs avec les formulations classiques cette cristallisation froide se produit entre 95-105°C lors du chauffage, par exemple lors du chauffage des préformes, ce qui provoque 1 ' opacification de certaines zones de la bouteille.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Composition caractérisée en ce qu'elle comprend entre 70 et 95 % en masse d'acide polylactique (PLA) , 3% à 8% en masse de plastifiants d'origine naturelle, de 2% à 7% en masse de nanocharges lamellaires, de 1 à 5"6 ΘΠ ITlâSSG d 1 un second biopolymère, de 0.4% à 1 ~6 en masse d ' antioxydants , de 0.2% à 0.6% en masse d'agent nucléant et de 1% à 4% en masse d'agent démoulant.
2 - Composition selon la revendication précédente caractérisée en ce que ledit plastifiant d'origine naturelle est choisi dans le groupe comprenant les composés obtenus par la fermentation de végétaux, les composés produits par les microorganismes, les huiles animales et leurs dérivés, les huiles végétales et leurs dérivés et les citrates et leurs dérivés.
3 - Composition selon la revendication précédente caractérisée en ce que ledit plastifiant d'origine naturelle est choisi dans le groupe comprenant le triéthyl citrate, l'acétyl tributylcitrate et les huiles végétales anhydrées ou époxydées.
4 - Composition selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que ledit agent nucléant est choisi dans le groupe comprenant les substances minérales composées de silicates et les composés organiques tels que le sorbitol et ses dérivés.
5 - Composition selon la revendication précédente caractérisée en ce que ledit agent nucléant est choisi dans le groupe comprenant le talc et le sorbitol et ses dérivés . 6 - Composition selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que ledit antioxydant est choisi dans le groupe comprenant les antioxydants phénoliques et les organophosphites.
7 - Composition selon la revendication précédente caractérisée en ce que ledit antioxydant est choisi dans le groupe comprenant le 2 , 6-di- tertiobutyl-4méthylphénol , la vitamine E, l'acrylate de 2 tertiobutyl- 6- ( 3 ' - tertiobutyl-5 ' -méthyl-2 ' -hydroxybenzyl) -4-méthylphényle, le 2, 2 ' -méthylène-bis- (4-méthyl-6-tertiobutylphénol) , le 2,2'- méthylène-bis- (4-éthyl-6-tertiobutylphénol) , le 2,2'- méthylène-bis ( 6-cyclohexyl-4-méthylphénol) , le 1,6- hexanediol-bis- ( [3- (3, 5-ditertiobutyl- [4- hydroxyphényl ] ) ] propionate, le pentaérythritoltétrakis [ 3- (3,5-di- tertiobutyl-4-hydroxyphényl) ] -propionate, le 2,4- diméthyl- 6-butylphénol , le 4 , 4 ' -méthylène-bis (2 , 6-di-tert- butylphénol) , le 2 , 6-di-tertbutylphénol , le 2,4,6-tri- tertbutylphénol , le 2 , 6-diisopropylphénol , le 2 , 4-diméthyl- 6-tertbutylphénol , le 4- (N, -diméthylaminométhyl ) -2 , 8-di- tertbutylphénol et le 4-éthyl-2 , 6-di-tertbutylphénol .
8 - Composition selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que ledit antioxydant est choisi dans le groupe comprenant les composés de formule (RO) 3P où R est indépendamment un alkyl ou un aryle.
9 - Composition selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que ladite nanocharge lamellaire est choisie dans le groupe comprenant la montmorillonite, bentonite, saponite, hydrotalcite, hectorite, fluorohectorite, beidellite, nontronite, vermiculite, stevensite, manasséite, pyroaurite, sjogrénite, stichtite, barbertonite, takovite, désaultelsite, motukoréaite, honéssite, mountkeithite, wermlandite et glimmer .
10 - Composition selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que ledit agent démoulant est choisi dans le groupe comprenant les copolymères acryliques, et l'érucamide et ses dérivés.
11 - Composition selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que ledit second biopolymère est choisi dans le groupe comprenant le polycaprolactone, le polybutylène succinate, le polybutylène succinate adipate et le polyethylène succinate. 12 - Composition selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des précurseurs organosiloxanes capables de former, après traitement au plasma, une couche mince. 13 - Récipient caractérisé en ce qu'il est constitué en tout ou partie d'une composition selon l'une des revendications précédentes.
14 - Un récipient selon la revendication précédente caractérisé en ce que ledit récipient est une bouteille.
15 - Un récipient selon la revendication précédente caractérisé en ce que ladite bouteille comprend en outre un bouchon constitué en tout ou partie d'amidon de pomme de terre ou de polybutylène succinate.
16 - Procédé de préparation d'une composition selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les différents composés de ladite composition sont traités par compoundage par une extrudeuse bi-vis corotative.
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