Optimisation du procédé de synthèse de polyesters fonctionnels par extrusion réactive

Abstract

Le polylactide (PLA) est un polymère biosourcé, biodégradable et biocompatible, ce qui en fait un matériau en pleine expansion. Il est utilisé pour des applications de commodité telles que l’emballage ou des applications à plus haute valeur ajoutée telles que les systèmes de libération contrôlée de principes actifs ou encore la préparation d’échafaudages pour l’ingénierie tissulaire. Pour ce travail, l’octoate d’étain, catalyseur présentant une activité catalytique importante a été utilisé pour assurer une polymérisation par ouverture de cycle suffisamment rapide du L-lactide en PLLA de manière continue. Cette synthèse continue a été effectuée dans une extrudeuse bivis corotative présentant un diamètre de 11 mm et un ratio L/D de 40. Compte tenu de la petite taille de cette extrudeuse, divers arrangements de la configuration des vis et du fourreau ont dû être réalisés avec pour objectif d’augmenter le temps de résidence très limité dans le réacteur. Afin d’ensuite améliorer les propriétés du PLLA synthétisé, différentes modifications ont été apportées au mélange réactionnel : ajout d’un initiateur, d’un co-catalyseur, diminution de la quantité d’octoate d’étain. De plus, divers post-traitements ont également été réalisés. Il a finalement été possible de réaliser le PLLA avec une conversion moléculaire de 80000 g/mol et une polydispersité de 1,5 avec un rapport molaire catalyseur/monomère de 1/5000 et du polyéthylène glycol comme initiateur. Enfin, une analyse des risques liés aux défaillances possibles de l’extrudeuse a été réalisée dans l’’optique d’une mise à l’échelle industrielle du procédé de synthèse.