Fibre de coton : microstructures et propriétés de surface
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Abstract EN:
The aim of this work was to characterize the surface of the cotton fibre from a physical and chemical point of view. Raw and ethanol extracted fibres were particularly analysed. This characterization was mainly performed by means of inverse gas chromatography (IGC), which allowed us to determine the surface energy of the fibres as a function of temperature as well as their surface morphology at a molecular scale, before and alter treatment. It was shown that the thermodynamic surface energy of the raw cotton fibre strongly depends on the presence of waxes and pectins which usually cover such a type of fibre. In particular, the melting of waxes on the fibre surface, in a range of temperatures from 50 to 90°C, is clearly pointed out. The nano-morphological aspects of the cotton fibre surface are also greatly affected by the presence of waxes: ethanol extraction leading to a more homogeneous surface from a topographical point of view. To confirm the results obtained by IGC, the characterization of cotton fibres was completed, in the second part of this work, by means of other microscopical (electronic and atomic force microscopies ) and spectroscopie (X-ray photoelectron spectroscopy, vibrational spectroscopies,. . . ) techniques.
Abstract FR:
Le principal objectif de ce travail était de caractériser d'un point de vue physico-chimique la surface de la fibre de coton. Une fibre brute et une fibre extraite à l'éthanol ont été analysées. Cette caractérisation a été principalement menée par chromatographie gazeuse inverse (IGC), permettant de déterminer l'énergie de surface de ces fibres en fonction de la température ainsi que leur morphologie de surface à une échelle moléculaire, avant et après traitement. Il a été montré que l'énergie de surface de la fibre brute dépend fortement de la présence de cires et de pectines qui recouvrent un tel type de fibre. En particulier, la fusion des cires en surface des fibres est nettement mise en évidence dans une gamme de températures comprises entre 50 et 90°C. La nano-morphologie de la surface de la fibre de coton est aussi très affectée par la présence des cires : une extraction à l'éthanol conduisant à une surface plus homogène d'un point de vue topographique. Dans la de Kième partie de ce travail, pour confirmer les résultats obtenus par IGC, la fibre de coton a été caractérisée par d'autres techniques microscopiques (microscopies électronique et à force atomique) et spectroscopiques (spectroscopie de photoélectrons, spectroscopies vibrationnelles,. . . ).