Thèse soutenue

Etude des mécanismes de gonflement et de dissolution des fibres de cellulose native

FR  |  
EN
Auteur / Autrice : Céline Cuissinat
Direction : Patrick Navard
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences et Génies des Matériaux
Date : Soutenance en 2006
Etablissement(s) : Paris, ENMP

Mots clés

FR

Mots clés contrôlés

Mots clés libres

Résumé

FR  |  
EN

La cellulose, polymère naturel appartenant à la famille des polysaccharides, est non fusible. Pour la mettre en forme, il est donc nécessaire soit de la dériver, soit de la solubiliser. L’objectif de notre travail est de préciser les mécanismes qui conduisent à la dissolution de la cellule native. Cinq mécanismes sont observés lors de cette étude, basée sur des fibres de cellulose native d’origine diverse (coton, bois, ramie, jute, lin, chanvre, sisal et abaca). Chaque échantillon est observé dans une large gamme de systèmes aqueux (NMMO-eau à différentes teneur en eau ou hydroxyde de sodium-eau-additif) et des liquides ioniques. Des données recueillies sur des échantillons dépourvus de leurs parois externes suite à un traitement enzymatique, ainsi que des dérivés cellulosiques, viennent compléter cette étude. Nous avons identifié cinq mécanismes de gonflement et de dissolution de fibres de cellulose native : Mode 1 : dissolution rapide par désintégration de la fibre en fragments, Mode 2 : gonflement par ballonnement, dissolution de toute la fibre, Mode 3 : gonflement par ballonnement, dissolution partielle de la fibre, Mode 4 : gonflement homogène, non dissolution de la fibre, Mode 5 : pas de gonflement ni de dissolution (cas d’un système non solvant), Malgré les différentes morphologies entre toutes les fibres de cellulose testées et les dérives cellulosiques, les mécanismes de gonflement et de dissolution restent similaires. Trois zones le long des fibres de cellulose sont définis lors d’un mécanisme impliquant un gonflement par ballonnement : les ballons, la membrane des ballons, les sections non gonflées (zones situées entre les ballons). Chacune de ces zones présentent un mécanisme de dissolution particulier. Le monde 2 est donc détaillé en 4 étapes. Les ballons sont des entités constituées d’une membrane (paroi primaire, plus une partie de la paroi secondaire), caractérisée par une structure hélicoïdale. La membrane est la partie de la fibre la plus difficile à dissoudre. Il est important de noter que la cellulose à l’intérieur des ballons est dissoute. Les mécanismes de gonflement et de dissolution ne sont pas liés à la nature chimique des agents solvant. La qualité du solvant influé évidemment sur le mode de dissolution induit, mais le facteur clé des mécanismes est la structure morphologique de la fibre.