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Biodegradable PLA/PBS multinanolayer membrane with enhanced barrier performances

Authors :
Nadège Follain
Nicolas Delpouve
Valerie Gaucher
Cyrille Sollogoub
Tiphaine Messin
Stéphane Marais
Alain Guinault
Polymères Biopolymères Surfaces (PBS)
Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut Normand de Chimie Moléculaire Médicinale et Macromoléculaire (INC3M)
Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Université Le Havre Normandie (ULH)
Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux (PIMM)
Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)
HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Arts et Métiers Sciences et Technologies
HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)
Unité Matériaux et Transformations - UMR 8207 (UMET)
Centrale Lille-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Groupe de physique des matériaux (GPM)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA)
Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut Normand de Chimie Moléculaire Médicinale et Macromoléculaire (INC3M)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Le Havre Normandie (ULH)
Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Arts et Métiers Sciences et Technologies
HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centrale Lille Institut (CLIL)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie)
Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux [Paris] (PIMM)
Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM)
Arts et Métiers Sciences et Technologies
HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)-Arts et Métiers Sciences et Technologies
HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Lille (ENSCL)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Source :
Journal of Membrane Science, Journal of Membrane Science, 2020, 598, pp.1-11. ⟨10.1016/j.memsci.2019.117777⟩, Journal of Membrane Science, Elsevier, 2020, 598, pp.1-11. ⟨10.1016/j.memsci.2019.117777⟩, Journal of Membrane Science, Elsevier, 2020, 598, pp.117777. ⟨10.1016/j.memsci.2019.117777⟩
Publication Year :
2020
Publisher :
Elsevier BV, 2020.

Abstract

International audience; Polyester multilayer membranes with more than 2000 alternating layers of poly(lactic acid) (PLA) and poly(butylene succinate) (PBS) were successfully prepared via a nanolayer coextrusion process equipped with a multiplying-element device. This process allows to make films consisting of very thin layers of polymers and in which a confinement effect of the semicrystalline polymer can be induced at point to significantly improve its physical properties. In this work, a homogeneous multinanolayer film of PLA/PBS was obtained without defaults or delamination, while the two polymers are immiscible. Continuous and homogeneous ultrathin layers of PBS (~45 nm) were obtained and the resulting confined structure of PBS led to an improvement of its barrier performances until 30% for oxygen, 40% for water and 70% for carbon dioxide. This improvement was explained by a decrease of the solubility coefficient and surprisingly not by the diffusion coefficient. This result was attributed to a slight orientation of the crystals in the extrusion direction and to the probable presence of an interphase between the layers of PLA and PBS.

Details

ISSN :
03767388
Volume :
598
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Membrane Science
Accession number :
edsair.doi.dedup.....6ff26040292214960321f3bd0f1111e4
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.memsci.2019.117777