Compatibilité des nanocristaux de cellulose issus de la biomasse dans les matériaux composites biodégradables.

Fibrille de cellulose après traitement de fibres de lin (étape3), image obtenue au SEM
Étudiant chercheur

Jérémy Astruc, professionnel de recherche, génie chimique

Résumé

L’ère moderne actuelle pourrait se définir comme celle des matières plastiques. Cependant ces composés principalement pétro-sourcés, ne sont pas recyclables et biodégradables, ce qui en fait une grande source de pollution. Ainsi, dans une société en surconsommation, la valorisation de la biomasse et l’élaboration de nouveaux matériaux adaptés au développement durable est un défi que l’on ne peut plus ignorer.

Pour répondre à ces attentes, ce projet se concentre sur la valorisation des fibres naturelles issues de la biomasse canadienne tels que le lin ou les carottes, afin d’en extraire la cellulose, polymère le plus abondant sur terre, et permettre ensuite son utilisation comme charge renforçante dans les matériaux composites. Cependant, la cellulose est un polymère hydrophile, et son utilisation comme renfort implique une mauvaise compatibilité avec la plupart des polymères qui sont en grande majorité hydrophobes.

On sait que l’utilisation des nanocristaux de cellulose (NCC ou whiskers) améliore les propriétés mécaniques et les propriétés barrières du matériau. Cependant de nombreux paramètres jouent sur la compatibilité entre les renforts et la matrice polymère. Pour ce projet, l’acide polylatique (PLA) est utilisé comme matrice de référence. Les paramètres étudiés sont la taille et la forme des nanocristaux qui peuvent être modulés par la source de cellulose et par l’hydrolyse acide permettant de les obtenir, l’étude de différentes fonctionnalisations chimiques des NCC et/ou du PLA, l’étude de la cinétique de cristallisation du PLA dans ces composites, la mise en forme du composite ainsi que l’orientation des NCC à l’intérieur même du matériau.

Articles de journaux publiés/soumis et en préparation

En préparation : Preparation and characterization of modified cellulose nanofibers reinforced polylactic acid nanocomposite for different biomass

Articles de conférences avec acte

Poster pour ISBBB (mai 2016) : Cellulose Nanofibers as Initiator and Reinforcement for Synthesis of Biodegradable Composite of PCL/PLA Blends