Nouveaux matériaux barrière utilisant des MFC (microfibrilles de cellulose)

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 Sébastien Raynaud, doctorant du LGP2, a soutenu récemment sa thèse : « Développement de nouveaux matériaux barrière utilisant des microfibrilles de cellulose ». Design & Packaging News vous en propose ici une synthèse. Cette thèse de doctorat de l’Université Grenoble Alpes a été préparée sous la direction du Professeur Alain Dufresne (Grenoble INP-Pagora / LGP2) et de David Guérin, Manager d’Unité de Recherche (Centre Technique du Papier). Elle se situe dans un contexte de développement de matériaux barrière renouvelables, recyclables et biodégradables destinés à l’emballage alimentaire papier-carton. Deux stratégies sont étudiées : d’une part, recourir aux microfibrilles de cellulose (MFC) pour former une couche barrière laminée à l’état humide sur carton et, d’autre part, les utiliser en tant qu’additif dans une sauce de couchage barrière à base aqueuse.

Il en ressort que l’usage des MFC pour la production de couches barrière est prometteuse dans les deux cas. La lamination de MFC sur carton permet d’obtenir de bonnes propriétés barrière à l’oxygène et à la graisse grâce à des MFC hautement fibrillées. L’association carton-MFC présente une forte adhésion après séchage, permettant d’éviter l’emploi de colle.

Dans le cas du couchage composite, pour diminuer la viscosité et améliorer la barrière, il est préférable d’utiliser un faible taux de MFC dans un alcool polyvinylique (PVOH) complètement hydrolysé ayant un faible degré de polymérisation. L’ajout de MFC dans une sauce de couchage composite montre leur capacité à améliorer la cinétique de séchage du PVOH. L’utilisation combinée de MFC et de charges lamellaires présente un effet de synergie sur leurs états de dispersion dans une solution de PVOH, ce qui rend leur usage possible afin d’améliorer la barrière à la vapeur d’eau en conditions humides, tout en évitant la formation d’agrégats susceptibles de détériorer la barrière à l’oxygène.

Cette thèse contribue à démontrer le potentiel des microfibrilles de cellulose pour la formation de couches barrière, ouvrant ainsi la voie au développement de nouveaux matériaux pour des emballages plus écologiques.

 

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