Développement d'un film à base de polypropylène ayant des propriétés mécaniques et de scellage thermique améliorées

Les films plastiques utilisés dans les emballages alimentaires sont souvent composés de plusieurs couches, chacune ayant un rôle spécifique pour protéger l'aliment de l'environnement extérieur. Dans cette étude on s'intéresse spécifiquement à la couche intérieure, dite couche de scellage, et spécialement la couche de scellage à base de polypropylène. Ce dernier est de plus en plus utilisé pour des applications d'emballage spécifique et constitue une meilleure alternative au polyéthylène, le matériau de scellage par excellence, notamment grâce au développement de nouvelles générations de polypropylène. Trois polymères de structure moléculaire différente (un homopolymère, un copolymère éthylénique aléatoire et un copolymère éthylénique aléatoire élastomère) ont été sélectionnés puis caractérisés et des films à base de ces trois résines ont été produits par extrusion à l'échelle laboratoire. Dans la première partie de ce travail, une caractérisation thermique, rhéologique et chromatographique a été réalisée afin d'élucider la différence dans la structure moléculaire de ces trois polymère. Il a été montré que l'élastomère à une structure relativement linéaire avec une distribution de poids moléculaire étroite et un degré de branchement moins élevé en comparaison avec les deux autres polymères. On a pu aussi constater que la température de fusion et le degré de cristallinité du copolymère sont plus bas que ceux de l'homopolymère à cause de la présence des groupes d'éthylène dans le premier. Dans la seconde partie de cette étude, les propriétés de la tenue à chaud (Hot tack) et les propriétés du thermoscellage (Heat seal) ont été déterminées pour les films à base de résines pures, pour des mélanges de l'élastomère avec l'homopolymère et pour des mélanges de l'élastomère et le copolymère. D'abord, il a été montré que la température d'initiation de scellage (de la tenue à chaud et du thermoscellage) est régie par la température de fusion et le degré de cristallinité et que l'augmentation de la teneur de l'élastomère dans les mélanges entraine une diminution de la température d'initiation de scellage. Ensuite, on a pu montrer que la force de scellage dépend de la facilité de l'interdifussion des chaînes moléculaire à travers l'interface de scellage. Finalement, on a pu constater que la force du thermoscellage augmente par recristallisation à l'interface de scellage après refroidissement. Dans la troisième partie de cette étude, on a déterminé les propriétés mécaniques de traction, de perforation, de la résistance à déchirure et la résistance à l'impact. Il a été montré que plusieurs de ces propriétés sont améliorées par l'ajout d'une certaine quantité de l'élastomère au copolymère et à l'homopolymère, notamment la résistance à la déchirure et à l'impact.