Contribution à l'étude des phénomènes d'adsorption des polyélectrolytes par les fibres cellulosiques papetières : cas particulier de l'amidon cationique

Contribution to the study of the adsorption phenomena of the polyelectrolytes by paper cellulosic fibres : particular case of the cationic starch

• Auteur / Autrice : Mohamed Tahar Missaoui
• Direction : Evelyne Mauret, Naceur Belgacem
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Résumé

Les polyélectrolytes cationiques sont utilisés en papeterie afin d'améliorer la rétention des éléments fins au cours de la formation de la feuille et les propriétés des papiers. Il est donc important d'avoir une adsorption convenable de ces polymères par les fibres cellulosiques, pour une bonne efficacité des additifs. Dans ce travail, nous avons étudié le lien d'une part entre la charge de surface de fibres chimiques blanchies et leur surface spécifique et d'autre part entre la valeur du potentiel e��lectrocinétique et l'adsorption des polyélectrolytes cationiques déterminée par différents modes de dosage. Nous avons comparé le comportement électrocinétiques des fibres et des fines cellulosiques en utilisant deux techniques : la méthode du potentiel d'écoulement qui permet de mesurer le potentiel zêta de l'ensemble de la suspension fibreuse et la méthode de la mobilité électrophorétique permettant de mesurer celui des éléments fins. Le potentiel zêta est un moyen d'évaluation du potentiel développé par la surface des fibres mais il ne peut pas nous renseigner sur la quantité de polyélectrolyte adsorbée. Nous avons donc évalué l'adsorption des amidons cationiques par les fibres cellulosiques en utilisant trois méthodes différentes : la méthode à l'iode qui présente des problèmes de sélectivité puisqu'elle ne permet que la quantification des amyloses présentes dans la suspension fibreuse, la méthode de Dubois qui permet la détermination de la quantité totale de polysaccharides présents (amidon et autres substances saccharidiques) et la méthode de Wegner (HPLC) permettant l'hydrolyse et la séparation de la totalité des polysaccharides.

Cationic polyelectrolytes are used in the paper mills in order to improve the retention of fine elements during the sheet formation and the final properties of paper. It is thus important to have a good adsorption of these polymers by cellulosic fibres, which increases the efficiency of these additives. In this work, we studied the relationship on the one hand between the surface charge of bleached chemical fibres and their specific area and on the other hand between the value of the electrokinetic potential and the adsorption of cationic polyelectrolytes determined by various titration's methods. We compared the electrokinetic behavior of fibres and fines by using two techniques : the streaming potential which measures the zeta potential of the whole of the fibrous suspension and the electrophoretic mobility allowing to measure only that of the fine elements. The zeta potential is a means of evaluation of the potential developed by the surface of fibres but it cannot inform us about the quantity of polyelectrolyte adsorbed. So, we evaluated the adsorption of the cationic starches by cellulosic fibres by using three different methods : the iodine method which presents problems of selectivity since it allows only the quantification of amyloses present in the fibrous suspensions, the method of Dubois which allows the determination of the total quantity of polysaccharides (starch and other saccharidic substances) and the method of Wegner (HPLC) allowing the hydrolysis and separation of all the polysaccharides.