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Des traitements qui rendent vos polymères interactifs

Industrie et Technologies
Paris, le 8 avril 2004. La journée spécialisée du Cnam sur le thème Modifications de surface et greffage des polymères s’adressait en particulier aux fabricants de films polymères et aux industriels de l’em

Le Cacemi (Centre d’actualisation des connaissances et de l’étude des matériaux industriels) du Cnam  a organisé une journée spécialisée sur les modifications de surface et le greffage des polymères en partenariat avec l’Inra et l’association Ecrin.

La session était dédiée en grande partie aux applications dans le domaine de l’emballage. Le thème général était : comment fonctionnaliser la surface de vos polymères pour les rendre interactifs. Entrent dans cette catégorie deux types de produits : les matériaux intelligents (capables de répondre à une contrainte extérieure) et les actifs (capables d’éliminer un produit indésirable, d’empêcher une croissance microbienne…)

Anne-Marie Riquet de l’Inra à Massy développe des matériaux à propriétés biocides (antimicrobiennes). «Notre technique consiste à regrouper par radio-greffage des molécules actives sur une même surface solide au lieu de les disperser dans une solution», explique-t-elle .

Cette technique implique l’activation de la surface à greffer par un rayonnement bêta. Le radio-greffage assure la formation d’une liaison covalente carbone-carbone entre le polymère et la molécule porteuse d’une fonction donnée. Cette liaison rend le greffage irréversible.

 Cette équipe a ainsi réalisé le radio-greffage de molécules capable de modifier le comportement bio-adhésif de Listeria monocytogenes: le greffage d’un sel d’ammonium quaternaire limiterait fortement son adhésion. Ses travaux portent aussi sur l’immobilisation de types de «greffons» spécifiques synthétisés au laboratoire permettant de limiter l’adhésion de bactéries par action chimique ou mécanique.

Au Critt Matériaux, dépôts et traitements de surface de Charleville Mézières, Guillaume Berthoux développe des procédés plasmas. «Nous disposons d’une plate-forme de 7 m3 unique en France par sa taille et sa polyvalence pour réaliser la mise au point de procédés», assure-t-il.

 Cet équipement est doté de plusieurs générateurs plasmas (radio-fréquences, micro-ondes, générateur à courant pulsé…). Le chercheur développe notamment des dépôts sous vide par PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition) à base de silice pour améliorer les propriétés barrières de polymère pour l’emballage.

Le Critt est également impliqué dans le domaine de l’inactivation de micro-organismes par plasma en vue de la stérilisation de dispositifs médicaux thermosensibles. «Nous venons de mettre au point un système permettant la génération d’un plasma induit à l’intérieur d’un emballage scellé», explique Guillaume Berthout.

Au Centre d’études et de recherche en matériaux et emballage à l’Esiec (Ecole supérieure en emballage et conditionnement) à Reims, Lan Tighzert travaille sur des polymères rendus actifs par microencapsulation. Il s’agit d’incorporer dans un polymère d’emballage des microcapsules contenant différents produits actifs : absorbeurs d’oxygène (fer, acide ascorbique…), absorbeurs d’éthylène (permanganate de potassium), absorbeurs d’humidité (CaO), bactériocines (nisine, lacticine).

Les membranes de ces microcapsules sont des polymères synthétiques ou naturels (amidon, chitosane). D’autres travaux portent sur le greffage de cyclodextrines, molécules en forme de couronne capables de retenir une molécule donnée) sur des polymères.

Enfin, au Critt Polymères de Picardie, des travaux sont réalisés en partenariat avec la chaire des matériaux industriels polymères du Cnam sur de nouveaux films barrières scellables et thermoformables. Ces travaux visent à proposer une alternative aux matériaux barrières actuels basées sur des films multicouches. Il s’agit désormais d’une solution monocouche constituée des différents polymères. L’un des avantages immédiats est de pouvoir recycler les chutes de production.

Le mélange en question doit répondre à deux exigences : présenter une structure lamellaire et être constitué de polymères compatibles pour assurer la stabilité de la structure. Les chercheurs travaillent notamment sur de tels mélanges lamellaires à base de polyéthylène et d’EVOH, mais étendent leur approche à des mélanges contenant des polymères à cristaux liquides, des polyamides…

Michel Le Toullec

Sites des organismes cités
- Cacemi : www.cnam.fr/cacemi/
- Inra à Massy www.ensia.inra.fr
- Critt Matériaux : www.critt-mdts.com
- Ecole supérieure en emballage et conditionnement : www.esiec.fr
- Critt Polymères de Picardie : www.critt-polymeres.com

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