Applications industrielles de nanocelluloses fonctionnellesI

Industrial applications of functional nanocelluloses

• Auteur / Autrice : Charlène Reverdy
• Direction : Julien Bras, Naceur Belgacem
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux, Mécanique, Génie civil, Electrochimie
• Date : Soutenance le 16/11/2017
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble ; 2008-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de génie des procédés pour la bioraffinerie, les matériaux bio-sourcés et l’impression fonctionnelle (Grenoble ; 1995-....)
• Jury : Président / Présidente : Didier Léonard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Elisa Zeno
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Gilles Sèbe, Monika Österberg

Mots clés

Mots clés contrôlés

Silicium -- Composés organiques

Nanocristaux de cellulose

Mots clés libres

Nanocellulose

Nanofibrilles de cellulose

Organosilanes

Silsesquioxane

Papiers spéciaux

Nanocellulose

Cellulose nanofibrils

Organosilanes

Silsesquioxane

Specialty papers

Résumé

Ce projet s’est focalisé sur l’ajout de nouvelles propriétés à des papiers grâce à l’utilisation de nanocelluloses fonctionnelles. Ces nanocelluloses sont des nanoparticules extraites du bois qui peuvent être divisées en deux catégories : les nanofibrilles de cellulose (CNFs) et les nanocristaux de cellulose (CNCs). Ce travail s’est essentiellement penché sur l’utilisation des CNFs. Leur réactivité chimique a été utilisée afin de les fonctionnaliser avec des organotrialkoxysilanes. C’est aussi leur fort enchevêtrement ainsi que la grande viscosité de ces CNFs en suspension qui ont été utilisés afin de synthétiser des petites particules de silsesquioxane pour rendre le matériau final antimicrobien et (super)hydrophobe. Les connaissances obtenues à travers l’étude sur des films modèle de CNFs ont ensuite été appliquées au couchage du papier. Ces CNFs fonctionnelles ont donc été évaluées pour le développement d’un papier possédant une surface antimicrobienne, anti-adhérente, barrière aux graisses ou superhydrophobe.

The aim of this work is to implement new properties to a paper based material via the use of functional nanocelluloses. Nanocelluloses are nanoparticles extracted from wood and distinguished in two categories: Cellulose Nanofibrils (CNFs) and Cellulose Nanocrystals (CNCs). This work has only been carried out with CNFs. The chemical reactivity of CNFs was used to functionalize them with organotrialkoxysilanes. The entangled network and highly viscous suspension of CNFs was also used to synthesize silsesquioxane particles with limited size to impart (super)hydrophobic and antimicrobial properties. Knowledge obtained through the study of model CNFs films was then applied to paper based material coating. The functional CNFs were evaluated for its use in an antimicrobial, anti-adherent, greaseproof or superhydrophobic paper surface.