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RÉSUMÉ
L'intérêt pour la nanocellulose croît de façon exponentielle. Au cours de la dernière décennie, ce nanomatériau biosourcé a été essentiellement utilisé dans les nanocomposites pour ses propriétés de renfort. Ses dimensions à l'échelle nanométrique et sa capacité à former un réseau enchevêtré nanoporeux ont cependant favorisé l'émergence de nouvelles applications à haute valeur ajoutée. L'emballage est une application potentielle de la nanocellulose. Des propriétés mécaniques, optiques et barrières prometteuses sont des caractéristiques encourageantes.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Alain DUFRESNE : Professeur en chimie des matériaux - Laboratoire de génie des procédés papetiers (LGP2-UMR5518), Institut polytechnique de Grenoble
INTRODUCTION
Domaine : Emballage, nanotechnologie
Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité
Technologies impliquées : Matériaux
Domaines d'application : Emballage
Principaux acteurs français :
Pôles de compétitivité :
Centres de compétence :
Industriels :
Autres acteurs dans le monde : Bio Vision Technology Enterprises Inc., Borregaard Chemcell, CelluForce, Innventia, Melodea, Stora Enso, UPM Fibril cellulose
Contact : [email protected]
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MOTS-CLÉS
emballage nanoparticules nanosystème molécukaire nanocellulose nanotechnologie Emballage conditionnement biomatériaux emballage alimentaire nanocristaux propriétés barrières
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Propriétés optiques
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5. Propriétés mécaniques
La cellulose est le polymère structurel qui confère ses propriétés mécaniques aux cellules de plantes supérieures. Cependant, les propriétés mécaniques des fibres naturelles sont fortement influencées par de nombreux facteurs, notamment la composition chimique des fibres et la localisation dans la plante.
D'autres facteurs peuvent affecter les propriétés des fibres, comme la maturité de la plante, le type de sol et les conditions météorologiques de culture.
La présence de défauts microscopiques et moléculaires, ainsi que le procédé de séparation, sont également des facteurs qui conditionnent les propriétés des fibres.
L'idée de base, pour obtenir de nouvelles fibres avec propriétés améliorées, est d'éliminer les défauts macroscopiques en désintégrant les fibres naturelles, et en séparant les fibrilles fortement cristallines et pratiquement exemptes de défauts.
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Les propriétés mécaniques des microfibrilles de cellulose doivent être plus élevées et moins dispersées que celles des fibres lignocellulosiques à partir desquelles elles sont extraites en raison de leur plus grande homogénéité. Différentes valeurs ont été rapportées pour le module longitudinal des microfibrilles de cellulose . Différentes stratégies, à la fois théoriques et expérimentales, ont été utilisées pour déterminer cette propriété. Un large éventail de valeurs a été rapporté. La valeur moyenne est de l'ordre de 100 GPa, soit beaucoup plus élevée que pour les fibres de cellulose.
Le module des microfibrilles de cellulose résulte d'une loi de mélange entre le module des domaines cristallins et de la fraction amorphe. Par conséquent, il doit être plus élevé pour les NCC plus cristallins. Différentes valeurs ont été rapportées dans la littérature pour la rigidité du cristal de cellulose ou des NCC ...
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Propriétés mécaniques
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MOON (R.J.) - Nanomaterials in the forest products industry. - McGraw-Hill Yearbook in Science & Technology. Chicago, p. 225 (2008).
-
(2) - DUFRESNE (A.) - Nanocellulose : from nature to high performance tailored materials. - Walter De Gruyter GmbH, Berlin/Boston (2012).
-
(3) - HERRICK (F.W.), CASEBIER (R.L.), HAMILTON (J.K.), SANDBERG (K.R.) - * - J. Appl. Polym. Sci. Polym. Symp., 37, p. 797 (1983).
-
(4) - BOLDIZAR (A.), KLASON (C.), KUBAT (J.), NÄSLUND (P.), SAHA (P.) - * - Intern. J. Polym. Mat., 11, p. 229 (1987).
-
(5) - HENRIKSSON (M.), HENRIKSSON (G.), BERGLUND (L.A.), LINDSTRÖM (T.) - * - Eur. Polym. J., 43, p. 3434 (2007).
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(6) - PÄÄKKÖ (M.), ANKERFORS (M.), KOSONEN (H.), NYKÄNEN (A.), AHOLA (S.), ÖSTERBERG (M.), RUOKOLAINEN (J.), LAINE (J.), LARSSON (P.T.), IKKALA (O.), LINDSTRÖM (T.) - * - Biomacromolecules,...
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