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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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-
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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Perspectives et évolution
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7. Propriétés barrières
L'intérêt principal de la nanocellulose s'est longtemps focalisé sur les propriétés mécaniques de ces nanoparticules et des nanocomposites qu'elle permet d'obtenir.
Cependant, on assiste à un intérêt croissant pour les propriétés barrières des films de nanocellulose, ou de ses nanocomposites, en raison de la tortuosité produite par les nanoparticules, comme illustré sur la figure 11.
En effet, en raison de leurs dimensions, le rapport surface/volume de ces nanoparticules est nettement supérieur à celui des microparticules.
La plupart des matériaux utilisés pour les emballages alimentaires sont essentiellement issus de polymères pétrochimiques non biodégradables. La principale raison de leur utilisation est due à leur facilité de mise en forme, leur faible coût, et leurs excellentes propriétés barrières, notamment aux liquides. Ces performances ne sont, cependant, pas toujours valables pour la vapeur d'eau, les odeurs, aromes et parfums. En outre, la faible perméabilité de la cellulose peut être accentuée par la nature hautement cristalline des nanoparticules de cellulose et de leur capacité à former un réseau percolant dense.
De plus, si des interactions particule/polymère fortes existent, ces petites particules ont une plus grande capacité de liaison avec le polymère environnant, réduisant ainsi la mobilité des chaînes segmentaires interfaciales, et donc la diffusivité du pénétrant.
7.1 Films 100 % cellulose
Les propriétés barrières de films de nanocellulose ont essentiellement été étudiées pour les MFC. Cela montre le plus grand potentiel envisagé pour la MFC dans le secteur de l'emballage, tandis que les NCC sont davantage destinés à des applications composites.
HAUT DE PAGE7.1.1 Perméabilité à la vapeur d'eau
La sensibilité d'un matériau à la diffusion de la vapeur d'eau s'exprime sous forme de perméabilité à la vapeur (WVP) ou taux de transmission de vapeur d'eau (WVTR). Ce dernier...
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Propriétés barrières
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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