Fonctionnalisation des fibres lignocellulosiques par grefface d'esters de phosphate

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Face aux bouleversements que connaît le secteur des pâtes et papiers au Canada, il est plus que jamais nécessaire de développer de nouvelles avenues d'utilisation des fibres lignocellulosiques. De nouvelles applications devront donc être trouvées pour continuer à tirer profit de ces fibres. Nos travaux antérieurs ont démontré que les esters de phosphate, ajoutés à la pâte avant la formation de la feuille, pouvaient réduire significativement l'arrachage des fibres de surface des papiers commerciaux à base de pâte thermomécanique. En étudiant de plus près le mécanisme par lequel cet effet survenait, nous avons découvert que les esters de phosphate prévenaient le détachement partiel des fibres de surface lors du séchage de la feuille tout en augmentant légèrement leur hydrophobicité. Ces effets bénéfiques ont été obtenus sans affecter négativement aucune autre propriété physique ou optique de la feuille. Afin de tirer profit des propriétés conférées aux fibres thermomécaniques par les esters de phosphate tout en minimisant les problèmes reliés à leur rétention, nous proposons de greffer ceux-ci directement sur les fibres. La phosphorylation de la cellulose et, dans une moindre mesure, des fibres chimiques a déjà été étudiée. Par contre, l'approche proposée est originale puisqu'elle fait appel, d'une part, aux fibres thermomécaniques et que, d'autre part, la phosphorylation sera suivie d'une réaction d'estérification des groupements phosphate permettant d'attribuer aux fibres un caractère plus hydrophobe (procédé similaire à de l'encollage à l'AKD) lorsque de longues chaînes sont utilisées ou plus hydrophile lorsque la chaîne est inférieure à 4 carbones. L'objectif principal de notre proposition consiste à modifier les propriétés de surface des fibres thermomécaniques dans le but de les intégrer à des papiers spécialisés (p. ex. : résistants à la graisse, à la vapeur ou ultra-absorbants) ou d'autres matériaux. La modification proposée consiste tout d'abord en une phosphorylation des groupements hydroxyles de la cellulose ou de la lignine, préférentiellement à la surface de fibres. Par la suite, les groupements phosphate seront estérifiés à l'aide d'alcools gras linéaires ou ramifiés de diverses longueurs de chaîne.