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7 - PROPRIÉTÉS BARRIÈRES

8 - PERSPECTIVES ET ÉVOLUTION

Article de référence | Réf : RE350 v1

Propriétés optiques
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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6. Propriétés optiques

Les propriétés optiques de films 100 % nanocellulose, ou nanocomposites, ont été étudiées principalement pour la MFC. Ces propriétés peuvent être importantes pour des applications dans le domaine de l'emballage. La transmittance de la lumière visible est généralement déterminée avec un spectromètre UV-visible. Les mesures sont classiquement réalisées dans la gamme de longueur d'onde 200-1 000 nm.

6.1 Films 100 % cellulose

  • Les films obtenus à partir de suspensions aqueuses de MFC peuvent être optiquement transparents si les nanoparticules de cellulose sont arrangées de manière compacte et les interstices entre elles sont suffisamment petits pour éviter la diffusion de la lumière .

    Cependant, il a été montré que la compression mécanique de MFC lyophilisée ne conduisait pas à l'obtention d'un film transparent (figure 9). Il a été suggéré que les nanoparticules se déformaient sous l'effet de la contrainte, mais relaxaient après cessation de la contrainte, et que les espaces ainsi créés donnaient lieu à un phénomène de diffusion de la lumière.

    • Les films préparés par filtration lente, séchage et compression, se révèlent plus denses et translucides (figure 9), probablement à cause de la diffusion de la lumière en surface.

    • Les films formés par filtration peuvent présenter une forte transparence grâce à une étape de polissage avec du papier abrasif.

    • La transparence des films de MFC (épaisseur ) atteint 71,6 % à 600 nm (figure 9).

    • La transmittance à 600 nm de films de MFC prétraitée par oxydation TEMPO de pate de résineux et de feuillu est de 90 et 78 %, respectivement ...

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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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