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7 - PROPRIÉTÉS BARRIÈRES

8 - PERSPECTIVES ET ÉVOLUTION

Article de référence | Réf : RE350 v1

Nanocellulose : termes et typologie
Nanoparticules cellulosiques : propriétés et applications à l'emballage

Auteur(s) : Alain DUFRESNE

Relu et validé le 30 nov. 2021

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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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ABSTRACT

Cellulosic nanoparticles - Properties and applications for packaging

The interest in nanocellulose has increased exponentially. During the last decade, this bio-based nanomaterial was essentially used in nanocomposites for its reinforcing properties. Its nano-scale dimensions and ability to form a strong entangled nanoporous network have encouraged the emergence of new high added value applications. Packaging is a potential application field of nanocellulose. Promising mechanical, optical and barrier properties are encouraging characteristics.

Auteur(s)

  • Alain DUFRESNE : Professeur en chimie des matériaux - Laboratoire de génie des procédés papetiers (LGP2-UMR5518), Institut polytechnique de Grenoble

INTRODUCTION

Points clés

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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KEYWORDS

packaging   |   nanoparticles   |   molecular systems   |   nanocellulose   |   nanotechnology   |   packaging   |   packing   |   biomaterials   |   Food packaging   |   nanocrystal   |   barrier properties

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-re350

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3. Nanocellulose : termes et typologie

Le terme nanocellulose désigne les nanoparticules composées de cellulose extraites des fibres naturelles . L'extraction de ces nanoparticules est basée sur une déstructuration des fibres à l'aide d'une stratégie dénommée « top-down » exploitant leur hiérarchie de structure.

Le terme « nano » désigne toute particule dont l'une au moins des dimensions est inférieure à 100 nm.

Deux principales méthodes permettent d'effectuer cette déstructuration, l'une exploitant une voie chimique et l'autre une voie mécanique, conduisant à l'obtention de nanoparticules avec différentes morphologies et différentes propriétés.

3.1 Cellulose microfibrillée

Une action mécanique de cisaillement répétée peut être utilisée pour libérer plus ou moins individuellement les microfibrilles de cellulose. Ce matériau est généralement appelé « cellulose microfibrillée » (MFC).

  • Différentes procédures de traitement mécanique peuvent être utilisées pour préparer la MFC. Elles consistent essentiellement en une homogénéisation à haute pression et/ou un broyage . Cependant, cette voie de production engendre normalement une consommation d'énergie élevée associée à la délamination de la fibre.

    • Par conséquent, différents prétraitements ont été proposés pour faciliter ce processus, à savoir par exemple :

      • découpe mécanique ...

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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).

  • (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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