Un emballage biodégradable à partir de composites en fibres végétales
L'industrie de l'emballage est très intéressée par les matériaux dérivés de sources renouvelables, comme les fibres naturelles. Cependant, l'utilisation de matériaux biodégradables dans les emballages alimentaires a jusqu'ici été limitée, à cause des mauvaises propriétés mécaniques et de barrière affichées par les polymères naturels. Une des approches potentielles pour résoudre ce problème et fournir de meilleures propriétés a été développée par le projet FLHEA (Flax and hemp advanced fiber based composites), qui s'est penché sur l'utilisation de ces deux plantes comme matériaux de base renouvelables pour produire de meilleurs emballages. Les fibres de lin et de chanvre ont été sélectionnées parce qu'elles contiennent beaucoup de cellulose et peu de lignine, ce qui permet un traitement plus rapide pour isoler les fibres et nanofibres de cellulose. Afin d'isoler le cellulose du lin et du chanvre, l'extraction par hydrolyse à l'acide de régions fondamentales de cellulose cristalline a conduit à l'isolation de fractions nanocristallines de cellulose, également appelées nanotrichites. Au cours du projet, les chercheurs ont développé des méthodes pour faciliter la manipulation des fibres de cellulose. À partir de ces fibres, des fractions de cellulose nanocristallines ont été isolées. Les surfaces des nanoparticules ont été chimiquement modifiées afin d'augmenter leur compatibilité avec les matrices de polymère hydrophobe et pour empêcher leur agglomération lors du mélange, en parvenant à une bonne dispersion et interaction avec les matrices de polymères. Les paramètres du processus de mélangeage ont été optimisés pour garantir la distribution de la phase de renforcement dans la matrice polymérique. Des feuilles coextrudées ont ensuite été produites à l'échelle pilote. Un passage à l'échelle industrielle a également été réalisé pour obtenir des barquettes thermoformées destinées à des emballages alimentaires. Les scientifiques ont ainsi déterminé que le lin est la meilleure source de fibres en raison de sa forte teneur en cellulose. Ils ont aussi amélioré le rendement en cellulose du lin de plus de 20 % par rapport au chanvre. Les résultats du projet FLHEA contribueront au développement et à l'utilisation de matériaux biodégradables destinés aux emballages. En outre, le développement de ces matériaux à partir de végétaux durables pourrait avoir un impact positif sur l'économie et sur l'environnement.
Mots‑clés
Lin, chanvre, matériaux biodégradables, emballage alimentaire, FLHEA, cellulose
