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Etude des interactions de mélanges (polymères biodégradables/principe actif) obtenus par différentes méthodes de préparations


par L'hachemi AZOUZ
Université A/Mira-Bejaia - Magister 2010
  

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A-I.5.5.2. Dégradation enzymatique de poly(acide lactique)

Les enzymes jouent un rôle important dans le mécanisme de dégradation des polymères. La dégradation enzymatique des polyesters aliphatiques par hydrolyse est un processus qui se fait en deux étapes. La première étape consiste à l'adsorption de l'enzyme sur la surface de substrat et la seconde étape consiste en l'hydrolyse des liaisons esters de substrat (Y. Tokiwa, 2006).

Williams (D. F. Williams, 1981) a été le premier qui a étudie la dégradation enzymatique de LPLA au moyen de l'enzyme protéinase de T. album. Par la suite, Oda Y. et al. (Y. Oda, 2000) ont examiné la dégradation enzymatique de L-PLA à 50 °C en utilisant 56 protéases commerciales. Cette étude a montrée que les protéases neutres et acides ont peu ou pas d'effet sur l'activité de dégradation de L-PLA, mais certaines protéases alcalines dérivées de Bacillus spp. ont montrés une activité de dégradation remarquable de L-PLA (Y. Tokiwa, 2006). Enfin, pour montrer la sensibilité de la dégradation de PLA vis-à-vis des enzymes, une exposition enzymatique pendant 48 h de PLA pur a peut provoquer une dégradation de 20 % de son poids total (J.-F. Zhang, 2005).

Le tableau 3 suivant résume les différents microorganismes et leurs enzymes correspondants responsables de la dégradation de poly(acide lactique).

Tableau 3. Microorganismes responsables de la dégradation de PLA (Y. Tokiwa, 2006).

Microorganisme

Type d'enzyme

Poly(acide lactique)

Amicolatopsis sp. (HT 32)

Protéase

L-PLA

Amicolatopsis sp. (3118)

Protéase

L-PLA

Amicolatopsis sp. (KT-s-9)

Protéase

L-PLA

Amicolatopsis sp. (41)

Protéase

L-PLA

Amicolatopsis sp. (K104-1)

Protéase

L-PLA

Lentzea waywayandensis

Protéase

L-PLA

Kibdelsporangium aridum

Protéase

L-PLA

Tritirachium album ATCC 22563

Protéase

L-PLA

Brevibacillus

Protéase

L-PLA

Bacillus stearothermophilus

Protéase

D-PLA

Geobacillus thermocatenulatus

Protéase

L-PLA

Bacillus sinithii (PL 21)

Lipase (esterase)

L-PLA

Paenibacillus amylolyticus (TB-13)

Lipase

DL-PLA

Cryptococcus sp. (S-2)

Lipase (Cutinase)

L-PLA

A-I.6. Production industrielle durable de poly(acide lactique)

Le développement durable est définit comme un développement qui répond aux besoins des générations actuelles, sans compromettre la capacité des générations futures de répondre aux leurs. Le développement durable est basé sur trois axes principaux qui sont l'économie, l'environnement et la société (E. T. H. Vink, 2003).

Récemment, produits, processus et technologie ont été jugés pour leur durabilité globale. L'analyse du cycle de vie est l'une des méthodes utilisées pour la quantification de la durabilité des produits ou processus. Elle prend en considération plusieurs facteurs : la matière première, le transport, fabrication du produit, fin d'utilisation et enfin l'élimination du produit. Autrement dit, l'analyse du cycle de vie commence à partir de l'extraction de la matière première utilisée pour la fabrication du produit jusqu'à l'élimination de ce dernier (i.e. produit) dans les décharges, incinération ou recyclage (S. Madival, 2009).

Afin de répondre aux besoins du marché international d'une part et réaliser une production beaucoup plus propre en respectant les douze principes de la chimie verte d'autre part, une multitude de société (Tableau 4) ont développé la production et la qualité de poly(acide lactique) (E. Aurélie, 2007).

Tableau 4. Les principaux acteurs de la production de PLA à travers le monde (E. Aurélie, 2007).

Logo

Nom de polymère

Pays

Société

Natureworks®

 

Cargill Dow

 
 
 

Solanyl®

 

Polymix

 
 
 

HM® LM®
XM®

 

HYCAIL

 
 
 
 

Lacea®

 

MitsuiChemical

 

Galactic®

 
 
 

Galactic

 

Biophan®

 

Treofan

 
 
 

Biop®

 

Biopolymer Technologies AG

 
 
 

La société Cargill Dow basée aux USA, issue de l'association du groupe agro-alimentaire « Cargill et de l'industrie chimique Dow chemicals » est leader dans la production des plastiques à partir des ressources renouvelables. Le projet de développement de poly(acide lactique) a été lancé par la société Cargill Inc en 1988. En 1997, le PLA produit par Cargill Dow a été commercialisé sous le nom commercial NatureWorksTM (E. T. H. Vink, 2003).

La société Cargill Dow utilise la voie de polymérisation par ouverture de cycle de lactide pour la production de poly(acide lactique) (figure 16) (f. E. Henton, 2005).

Figure 16. Processus de préparation sans solvant de poly(acide lactique) (D. E. Henton, 2005).

Le processus de fabrication de PLA par Cargill Dow est avantageux pour plusieurs raisons (D.

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