Thin polyethylene (LDPE) films with controlled crystalline morphology for studying plastic weathering and microplastic generation - Le Mans Université Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Polymer Degradation and Stability Année : 2022

Thin polyethylene (LDPE) films with controlled crystalline morphology for studying plastic weathering and microplastic generation

Films fins en polyéthylène (LDPE) à morphologie cristalline contrôlée pour l'étude de l'altération du plastique et de la génération de microplastiques

Résumé

Plastic pollution has become one of the most visible environmental issue. Studying the aging and the fragmentation mechanism of polymers therefore raises environmental and health issues. Since it is particularly difficult to monitor all these processes in the real environment, laboratory studies are still necessary to obtain more accurate data and to identify the pathways leading to the outcome of plastic debris in the environment. In this paper we present a new method to prepare micrometer thick LDPE films with different thicknesses and controlled crystalline morphologies (i.e. spherulite size) using dip-coating process. LDPE films presenting different spherulite dimensions were submitted to an accelerated weathering test which indicates that spherulite size has only a weak influence on the rate of photo-oxidation. However, films presenting large spherulites morphologies seem to be more sensitive to surface erosion and crack initiation. We believe that the method developed in this paper can be used to study with more control and more rapidly (i.e. thin film and accelerated weathering) the influence of crystalline morphology on a wide range of semi-crystalline polymers in different aging conditions and thus help to better understand the fragment production of plastics in the environment.
La pollution plastique est devenue l’un des problèmes environnementaux les plus visibles. L’étude du vieillissement et du mécanisme de fragmentation des polymères soulève donc des enjeux environnementaux et sanitaires. Puisqu’il est particulièrement difficile de surveiller tous ces processus dans l’environnement réel, des études en laboratoire sont encore nécessaires pour obtenir des données plus précises et identifier les voies conduisant à l’apparition de débris plastiques dans l’environnement. Dans cet article, nous présentons une nouvelle méthode pour préparer des films LDPE d'une épaisseur micrométrique avec différentes épaisseurs et morphologies cristallines contrôlées (c'est-à-dire la taille des sphérolites) en utilisant un processus de revêtement par immersion. Des films LDPE présentant différentes dimensions de sphérulite ont été soumis à un test de vieillissement accéléré qui indique que la taille des sphérulites n'a qu'une faible influence sur le taux de photo-oxydation. Cependant, les films présentant de grandes morphologies de sphérulites semblent être plus sensibles à l'érosion de surface et à l'amorçage de fissures. Nous pensons que la méthode développée dans cet article peut être utilisée pour étudier avec plus de contrôle et plus rapidement (c'est-à-dire film mince et vieillissement accéléré) l'influence de la morphologie cristalline sur une large gamme de polymères semi-cristallins dans différentes conditions de vieillissement et ainsi contribuer à mieux comprendre la production de fragments de plastiques dans l’environnement.
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Dates et versions

hal-03796776 , version 1 (04-10-2022)

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Citer

Fanon Julienne, Fabienne Lagarde, Jean-François Bardeau, Nicolas Delorme. Thin polyethylene (LDPE) films with controlled crystalline morphology for studying plastic weathering and microplastic generation. Polymer Degradation and Stability, 2022, 195, pp.109791. ⟨10.1016/j.polymdegradstab.2021.109791⟩. ⟨hal-03796776⟩
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