LAboratoire de Spectrochimie Infrarouge et Raman – UMR 8516
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Soutenance de thèse de Fatima Lafrad

Etude de la dissolution et de la fonctionalisation de la cellulose dans les mélanges co-solvant/ fluides sous et supercritiques

La cellulose est le biopolymère le plus abondant et le plus renouvelable sur terre. De nos jours, cette dernière présente un intérêt grandissant pour la recherche dans des domaines variés. Toute fois, la rigidité de la chaîne cellulosique et le grand nombre des liaisons hydrogène inter et intramoléculaires ne permettent pas de solubiliser la cellulose, dans les solvants usuels. Actuellement, cette limitation est l’une des principaux freins à son application à grande échelle, ouvrant ainsi la voie au développement de nouvelles techniques de dissolution.

Ce travail de thèse présente une étude detaillée de la dissolution et de la fonctionnalisation de la cellulose dans les mélanges co-solvant/fluides sous et supercritiques. Plusieurs fluides ont été utilisés, notamment les mélanges supercritiques d’acétone/CO2 et d’éthanol/CO2, de l’eau sous critique, ainsi que les mélanges DBU/CO2 et méthanol/DBU/CO2.

La spectroscopie infrarouge a été utilisée pour étudier les interaction intermoléculaires dans les mélanges supercritiques d’acétone/CO2 et d’éthanol/CO2, dans un large domaine de fraction molaire et de températures. des calculs par dynamique moléculaires couplés à des mesures par spectroscopie infrarouge ont été réalisés pour comprendre les interactions liaisons hydrogènes dans l’eau sous et supercritique dans un large domaine de température.

Des suivi thermodynamiques en variant les paramètres de température et de pression pour optimiser la dissolution de la cellulose dans plusieurs solvants sous et supercritiques, ont été réalisés. La cellulose a montré une forte résisstance dans les mélanges acétone/CO2 et éthanol/CO2. D’autre part, elle s’est transformée en cellulose carbamate dans le milieu urée/CO2 supercritique. Les photographies MEB de la cellulose traitée dans les liquides ioniques commutables préparés à partir du DBU/CO2 sous critique ou DBU/Méthanol/CO2 sous critique, montrent une modification de la morphologie de la cellulose. Plusieurs techniques spectroscopiques ont été utilisées dans cette étude (l’infrarouge en transmission ou en ATR, CP/MAS RMN de solide, MEB). La simulation par dynamique moléculaire, nous a permis de proposer un mécanisme réactionnel pour la réaction de la cellulose dans le mélange DBU/CO2.

La soutenance aura lieu le 19.03.2015 à 10h00
Université de Lille - Sciences et Technologies, CERLA, Amphithéâtre Pierre Glorieux
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