Nouveau procédé basse énergie de fabrication des micro- et nanofibres de cellulose (MFC et NFC) fonctionnalisées - Ouest Valorisation

Offre n°4882

Nouveau procédé basse énergie de fabrication des micro- et nanofibres de cellulose (MFC et NFC) fonctionnalisées

Thématique :
Application :

L'innovation

Les nanofibres de cellulose (NFC) sont des objets nanométriques obtenus par délamination mécanique de la fibre de cellulose. Malgré leurs excellentes propriétés (mécaniques, barrière, optiques), les NFC sont peu utilisées en raison d’une consommation d’énergie très importante pour fractionner la fibre au niveau nanométrique. Au niveau industriel, les nanofibres de cellulose sont produites par délamination mécanique précédée d’un prétraitement enzymatique ou oxydatif (TEMPO) et la fonctionnalité est obtenue par le revêtement de la surface des nanocelluloses par des lignines hydrophobes.

Les enjeux majeurs de l’utilisation des nanofibres de celluloses dans les différents domaines industriels sont la réduction des coûts de fabrication, car la défibrillation est un procédé très énergivore, et la versatilité des propriétés, c’est-à-dire, le développement des nanofibres qui s’adaptent aux applications (compatibilité avec les autres composants, balance hydrophobicité/hydrophilicité, propriétés mécaniques, barrière et porosité, etc.).

Nous avons développé un nouveau procédé de fabrication des nanofibres de cellulose (NFC) fonctionnalisées permettant de réduire l’énergie nécessaire à leur fabrication. La méthode comporte une seule réaction d’une heure et permet l'introduction de différentes fonctions sur la surface des NFC sans ajouter d’étapes complémentaires.

L’objectif du projet ILLUMINE est d’obtenir différentes NFC multi-fonctionnalisées sur mesure à partir de différentes sources de cellulose avec un procédé moins énergivore et plus respectueux de l'environnement.

Ses bénéfices

  • Nous avons développé un procédé de production de nanofibres de cellulose (NFC) qui facilite la délamination (baisse du coût énergétique) et fonctionnalise simultanément les NFC.
  • La réaction de multi-fonctionnalisation permet le greffage chimique de plusieurs fonctionnalités sur la fibre cellulosique dans une seule étape. La fonctionnalisation permet, en fonction des groupements chimiques greffés, de moduler la charge (négative ou positive), d'ajouter un effet antimicrobien, de rendre adhésif, d'apporter de la couleur ou des propriétés barrières, etc.

Ses applications

  • La solution Illumine vise à proposer une substitution, en termes de matière, aux nanofibres issues de ressources pétrolières et à développer de nouveaux matériaux recyclables et/ou biodégradables. Dans ce contexte, la cellulose est une bonne alternative aux polymères synthétiques grâce à son abondance, son origine naturelle et la non-compétition avec la production de l’alimentation.
  • Les industries cibles sont : la papeterie, le textile, l'emballage, les composites, etc.
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Picto fusée
Stade de
développement
  • TRL4 - Validation de la preuve de concept
Picto recherche
Équipe
de recherche

NANO - Assemblages nanostructurés

Picto laboratoire
Laboratoire
de recherche

UR 1268 - BIA

Picto idée
Propriété
intellectuelle associée

EP : EP22305166.5 - déposé le 15/02/2022
WO

Procédé
Exemple fonctionnalisation

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