Méthode de dopage des textiles enduits par pression de vapeur saturante

Le dopage par pression de vapeur saturante est réalisé à l’aide d’un dessiccateur en verre de 300 mL fermé à l’aide de bouchons dans lequel se trouve une boîte de Pétri en verre contenant 5 mL de polluant cible (toluène) sous sa forme liquide (Figure 82). La teneur de toluène gazeux dans le dessiccateur est de ~ 49260 ppm (voir Chapitre II). Une grille est placée juste au-dessus du toluène liquide sur laquelle plusieurs échantillons de textiles à doper sont positionnés.

Figure 82 : Principe de dopage par pression de vapeur saturante des textiles.

Pour la caractérisation du dopage en toluène, l’échantillon dopé est directement mis sous sachet en aluminium scellé par thermosoudure puis pesé (Figure 83). Cela nous permet d’accéder à la masse de toluène adsorbée par le textile enduit. Pour la détermination des taux d’émission, l’échantillon dopé est directement placé sous une cellule d’échantillonnage PFS à la fin du dopage.

Figure 83 : (a) Pince chauffante permettant de sceller les sachets en aluminium et (b) textile enduit et

dopé en toluène mis dans un sachet en aluminium.

Le feutre (1) et le coton, présentant un pourcentage de gain pondéral moyen équivalent, ont été dopés avec des durées différentes afin d’étudier l’effet du dopage. Les feutres (1) ont été dopés pendant des temps courts (1, 3, 4 et 15h) et les cotons sur des temps plus longs à savoir 2, 3 et 4 jours.

Par ailleurs, une étude sur l’effet « barrière » potentiel du sol-gel en vue d’un relargage plus lent a également été réalisée sur des fibres de coton, de feutre (2) et de feutre (3) ayant été dopées 30 min sous toluène avant leur enduction avec le sol via la Jeannette.

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C.1.2. Caractérisation du dopage au toluène

Le tableau bilan ci-dessus présente les résultats obtenus pour le dopage de diverses étoffes en fonction du mode de dépôt (Jeannette ou foulard), du pourcentage de gain pondéral moyen et de la durée de dopage. Les masses de toluène adsorbées pendant les différentes durées de dopage ont été déterminées par pesée (Tableau 72).

Tableau 72 : Bilan du dopage par pression de vapeur saturante en toluène sur différents textiles

enduits avec la Jeannette et le foulard.

Pour les échantillons de coton, de feutre (2) et de feutre (3) qui se différencient par leur masse surfacique (du textile vierge) et pour lesquels le sol a été déposé au foulard, avec un dopage de 30 min au toluène, nous observons une augmentation linéaire de la masse de toluène adsorbée en fonction de la masse de sol-gel déposée (Figure 84). Ce résultat semble indiquer que le toluène a bien été piégé par le matériau sol-gel. Le taux de piégeage serait de 0,053 g de toluène par masse de sol-gel pour 30 min.

150 Figure 84 : Masse de toluène adsorbée en fonction de la masse de sol-gel déposée sur l’étoffe – dépôt

par foulardage avec un dopage 30 min sous pression de vapeur saturante en toluène.

Pour les échantillons pour lesquels le dépôt de sol a été réalisé avec la Jeannette, les résultats sont très disparates. Ainsi pour le feutre (1), la masse de toluène adsorbée augmente très rapidement avec la durée de dopage et l’étoffe enduite n’est pas encore saturée au bout de 15h. La courbe sur la Figure 85 montre la variation de la masse de toluène adsorbée en fonction de la durée de dopage pour le feutre (1).

Figure 85 : Évolution de la masse de toluène adsorbée en fonction de la durée de dopage pour le

feutre (1) – dépôt à la Jeannette.

Pour les échantillons de coton, présentant une masse de sol-gel comparable au feutre (1), le dopage au toluène est beaucoup plus lent. La variation de la masse de toluène en fonction de la durée de dopage est présentée sur la Figure 86.

Figure 86 : Évolution de la masse de toluène adsorbée en fonction de la durée de dopage pour le

151 Nous remarquons qu’au bout de 4 jours, l’étoffe enduite n’est pas encore saturée et pourrait encore piéger le toluène. Pour pouvoir comparer les échantillons entre eux, nous avons déterminé la masse de toluène adsorbée par l’échantillon à 30 min d’exposition. Pour le feutre (1), cette masse, déterminée à partir de la courbe de la Figure 85, est de 0,7 g pour une masse de sol-gel déposée de 0,91 g. Pour le coton, la masse extraite de la courbe de la Figure 86 pour 30 min d’exposition est de 0,06 g de toluène pour 1,02 g de sol-gel. Le tableau suivant (Tableau 73) présente les masses de toluène adsorbées pour un dopage de 30 min sous pression de vapeur saturante pour des étoffes enduites à la Jeannette et par foulardage.

Tableau 73 : Comparaison du piégeage du toluène à 30 min d’exposition pour des dépôts à la

Jeannette et par foulardage.

Il apparaît clairement, à partir du rapport des masses de toluène et masses de de sol-gel pour les dépôts à la Jeannette, que l’adsorption du toluène n’est plus due uniquement au sol- gel. En effet, sur la base de la quantité de toluène piégée par l’étoffe de coton enduite, il apparaît un excès de masse de toluène pour les autres étoffes. Nous attribuons cette adsorption supplémentaire à celle du toluène par l’étoffe. Nous avions en effet observé pour le feutre (1) une forte propension à l’adsorption de composés aromatiques monocycliques tels que le benzène, toluène, xylènes et certains hydrocarbures aliphatiques, ce qui avait nécessité un traitement pour dépolluer l’étoffe avant enduction. L’adsorption du toluène par le feutre (1) apparaît donc très supérieure à celle par le matériau sol-gel.

Pour les étoffes enduites par foulardage, les masses de toluène déposées pour une exposition à courte durée de 30 min sont beaucoup plus faibles. Dans ce cas, le rapport n’est pas très différent avec toutefois une légère augmentation pour le feutre (3). Un dopage à courte durée favoriserait l’adsorption du toluène par le matériau sol-gel et avec un dopage plus long, les molécules de toluène peuvent migrer vers la fibre et être adsorbées par celle-ci. Cette migration serait favorisée lorsque les fibres ont une grande affinité pour le toluène et lorsque le réseau poreux approche de la saturation.

Dans la partie suivante, nous allons nous intéresser au relargage et à la mesure des taux d’émission en toluène pour les textiles enduits.

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