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Etude de la valorisation des déchets d'origine kératinique par voie thermo-mécano-chimique en vue de l'obtention de filaments continus : cas spécifique de la laine

Jacques, Christophe (2003) Etude de la valorisation des déchets d'origine kératinique par voie thermo-mécano-chimique en vue de l'obtention de filaments continus : cas spécifique de la laine.

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Abstract

Les déchets d’origine kératinique, présents dans de nombreux secteurs, ne connaissent à ce jour que peu de voie de valorisation. Par ailleurs, la situation économique actuelle du textile dans les pays industrialisés, et plus particulièrement en France, incite au développement technologique pour accroître la compétitivité des entreprises. De ces états de fait, il est envisagé d’étudier une voie de valorisation des déchets d’origine kératinique par transformation thermo-mécano-chimique en vue de l’obtention d’un filament artificiel continu. Cette première étude utilise comme matière kératinique de référence la laine. Après une analyse théorique des différents points du sujet, nous avons abordé cette étude sous trois angles différents. L’étude de la transformation thermo-mécanique de la laine montre qu’il est possible de la plastifier, par extrusion bi-vis ou par thermo-compression. Une ouverture vers l’utilisation des techniques de mises en forme des polymères usuels pour l’obtention d’articles moulés à partir de laine est alors proposée. Des essais de transposition du procédé Lyocell à la laine sont ensuite menés. L’objectif est de solubiliser la laine dans le N-oxyde de N-méthylmorpholine (NMMO), pour obtenir une solution filable et régénérable. La solubilisation de la laine par le NMMO en réacteur est atteinte au prix d’une décomposition du solvant entraînant une dégradation de la laine. En extrusion, aucune solubilisation n’a pu être obtenue. Par transformation chimique de la laine par réduction (à l’acide thioglycollique) et oxydation (à l’acide peracétique) des ponts disulfures, des granulés thermoformables sont obtenus. Dans le cas de la réduction le procédé est difficilement maîtrisable, mais dans celui de l’oxydation, il est possible de traiter jusqu’à 500g de matière. Le filage de la laine oxydée régénérée ainsi obtenue en présence de plastifiant a été entrepris par extrusion. Des filaments continus ont alors pu être réalisés et caractérisés. ABSTRACT : Nowadays, wastes of keratinous sources, which are present in numerous areas, do not have any way of valorization. By another way, today’s economical situation of the Textile in industrialised countries, and moreover in France, incite to the technological development for competitive improvement. From these points, it has been considered to study a way of valorization of keratinous wastes by thermo-mechano-chemical transformation to obtain artificial textile filaments. This first study uses as keratinous reference material wool sheep. After a theoretical study of the different points of the subject, we have approached this study by three different axes. The study of the thermo-mechanical transformation of wool shows that it could be plastified by twin-screw extrusion or by thermo-forming. An opening to the use of the molding techniques of usual polymers to obtain wool molded articles was then proposed. Tranposition tests of the Lyocell process to wool are then tried. The purpose is to solubilize wool in N-methylmorpholine-N-oxide (NMMO) to obtain spinable and regenerable solution. The solubilization of wool by NMMO in classical reactor, is obtained only if the solvent decomposes which engender the degradation of wool. By extrusion, any solubilization occur. The chemical transformation of wool, by reduction (with thioglycollic acid) or oxidation (with peracetic acid) of the disulfide bonds leads to thermo-formable granules. In the case of the reduction, the process is hardly controllable, but with oxidation it is possible to treat larger quantities of material. Spinning of regenerated oxidized wool with plasticizers has been undertaken by twin-screw extrusion. Continuous filaments could have been realized and characterized.

Department or laboratory:Laboratoire de Chimie Agro-Industrielle - LCA (Toulouse, France)
Directeur de thèse:Vilarem, Gérard
Uncontrolled Keywords:Laine – Kératine – Extrusion – Thermo-compression – Réduction – Oxydation – Filage – NMMO. KEYWORDS : Wool – Keratine – Extrusion – Thermi-forming – Reduction – Oxidation – Spinning - NMMO
Subjects:Agro-industrial chemistry > Agro-industrial processes
Agro-industrial chemistry > Agromaterials
Deposited On:04 October 2004

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