A-I.5.3. Biodégradation de poly(acide lactique)
La biodégradation peut être définie, par
convention, comme « un changement chimique dans le polymère
favorisé par des organismes vivants (souvent des micro-organismes)
». En général, la biodégradation des polymères
se traduit comme un processus extracellulaire (la membrane cellulaire est
imperméable aux macromolécules) catalysé par des enzymes.
Comme la plupart des polymères facilement biodégradables sont
insolubles dans l'eau, la réaction de dégradation doit être
hétérogène et est initialement localisée sur la
surface de polymère. Le processus de biodégradation peut
être schématisé comme suit (schéma 1) (A.
L.
Andrady, 2007).
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Polymères à haut poids moléculaire
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Polymères à faible poids moléculaire
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Intermédiares organiques
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O2
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CO2 + H2O + Energie Respiration de la biomasse
Schéma 1. Processus de biodégradation de
polymères biodégradables.
A-I.5.4. Facteurs influençant la
biodégradation de poly(acide lactique)
En général, la dégradation d'un
polymère s'effectue au niveau de sa chaîne principale ou ses
chaînes secondaires. La dégradation des polyesters
biodégradables s'effectue soit par voie chimique ou biologique et dans
certaines étapes de ce processus, les deux voies peuvent être
apparaître au même temps.
Plusieurs facteurs peuvent affecter la biodégradation des
polymères, à savoir :
- Facteurs associés avec la structure de 1er
ordre (structure chimique, masse moléculaire et distribution de la masse
moléculaire) ;
- Facteurs associés avec la structure d'ordre
supérieur (température de transition vitreuse (Tg),
température de fusion (Tf), cristallinité, structure cristalline
et module d'élasticité) ;
- Facteurs reliés aux conditions superficiels
(propriétés hydrophobes et hydrophiles, surface).
En effet, plusieurs études ont montrée que la
partie cristalline de PLA est beaucoup plus résistante à la
biodégradation que la partie amorphe, et que la vitesse de
dégradation diminue avec l'augmentation de la cristallinité. La
masse moléculaire influe sur le processus de dégradation des
polymères. Dans le cas des polyesters, les polymères de masse
moléculaire élevée se dégradent lentement
comparés à ceux de faible masse moléculaire. La
température de fusion des polyesters affecte considérablement
leur dégradation enzymatique. La biodégradation est inversement
proportionnelle à l'augmentation de la température de fusion
(Y. Tokiwa, 2006).
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