Cellulose et nanocelluloses

Étude sur la réaction de carbanilation des polysaccharides des fibres (Projet de recherche terminé)

Il existe présentement deux façons de solubiliser, sans dépolymériser, les pâtes chimiques afin de pouvoir déterminer les distributions des masses moléculaires des polysaccharides présents dans les fibres par chromatographie d'exclusion. L'approche choisie par les scandinaves consiste à dissoudre la pâte dans le diméthylacétamide contenant environ 8% de LiCl. Cette méthode fonctionne bien pour les pâtes de feuillus mais s'avère inadéquate pour les pâtes de résineux (solubilisation incomplète). La seconde approche consiste à faire réagir les fibres avec le phénylisocyanate et former le dérivé tricarbanilé (carbanilation des hydroxyles primaires et secondaires) qui est soluble dans des solvants conventionnels (acétone, THF). Nous avons démontré récemment l'efficacité de cette approche dans le cas des pâtes sulfite et kraft de résineux. De plus, nous avons démontré que les glucomannanes présents dans ces pâtes peuvent être carbanilé de façon quantitative et que, conséquemment, nous pouvons déterminer leur MWD ainsi que leurs concentration dans la pâte. Cependant, l'efficacité de cette méthode n'a pas été clairement démontrée pour les pâtes de feuillus. Nos connaissances sur la carbanilation des xylanes sont très limitées.

Nanocelluloses cristallines (NCC) (Projet de recherche terminé)

En collaboration avec FPInnovations, division Paprican, nous effectuons des travaux portant sur les nanocelluloses. Nos objectifs principaqu sont:

• établir un modèle moléculaire tridimensionnel des NCC;
• calculer et modéliser les propriétés optiques et spectroscopiques de ces modèles;
• évaluer les modifications de ces propriétés en regard de modifications chimiques potentielles de ces structures, avant d'effectuer les-dites synthèses;
• étudier la stabilité photochimique à long terme des NCC exposées à un photojaunissement, spécialement à l'intérieur de films.

Modélisation du transfert d'eau à travers une membrane de cellulose (Projet de recherche terminé)

Cette étude porte sur l'identification et l'étude des paramètres qui influencent l'échange de chaleur, d'humidité et de matière au travers un matériau poreux : une feuille de papier (mélange feuillu/résineux, 40%/60%). Nous faisons appel aux outils de modélisation moléculaire de même qu'à la simulation mathématique des transferts mécaniques précédents afin de comprendre et modéliser les interactions interfibres des polysaccharides du niveau moléculaire au niveau nanostructure.

• Accelrys, Material Studio 4.1 [http://www.accelrys.com]
  • Modules Amophous cell (liquides et polymères amorphes), Sorption (isothermes de sorption pour les phénomènes de séparation), Discover (simulation atomiste pour les systèmes moléculaires et les matériaux), DPD (modélisation mésoscale pour le mouvement des particules) et Synthia (Propriétés des polymères utilisant les relations structure-propriétés quantitativs avancées, QSPRs)
• Comsol, FEMLAB 3.2 [http://www.comsol.fr/]