Applications industrielles des fibres lignocellulosiques phosphorylées

磷酸木质纤维素纤维工业应用

基本信息

  • 批准号:
    RGPIN-2015-04789
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.19万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2018-01-01 至 2019-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Depuis plusieurs années, mon équipe a développé un axe de recherche important sur les applications des molécules de la famille des esters de phosphate dans le domaine de la fabrication des matériaux lignocellulosiques. Récemment, ces travaux ont débouché sur la mise au point d'un procédé permettant d'obtenir des fibres phosphorylées avec un niveau important de phosphore se traduisant par des degrés de substitution en phosphate sur la cellulose supérieurs à 2. L'originalité de ce procédé réside dans le fait qu'il n'affecte pas la structure des fibres, notamment leur longueur, comme c'est le cas avec les méthodes traditionnelles de phosphorylation. Par conséquent, toute une série d'applications nouvelles sont maintenant envisageables pour ces fibres phosphorylées. En effet, les fibres phosphorylées sont ignifuges, possèdent une bonne capacité d'échange ionique et, lorsque greffée sous forme d'ester de phosphate, peuvent entrer dans la fabrication de matériaux possédant une très faible énergie de surface (par exemple des surfaces antiadhésives). ****L'application visée consiste donc dans un matériel filtrant autoportant composé uniquement de fibres phosphorylées et pouvant s'intégrer dans un système de traitement de différents types d'effluents ou de procédés industriels. L'enlèvement des substances ioniques est possible grâce à la présence des groupements phosphates sur la fibre phosphorylée tandis que les substances organiques peuvent être adsorbées sur la cellulose ou la chaine alkyle de l'ester de phosphate selon leur polarité. Par exemple, plusieurs ions métalliques possèdent une grande affinité pour le groupement phosphate, notamment les formes oxydées de l'uranium, ce qui ouvre la voie à des applications dans le domaine de l'énergie nucléaire. Le caractère autoportant du matériel sera obtenu à l'aide de la technique de réticulation des fibres basée sur la réaction de « click chemistry » que nous avons mise au point en collaboration avec l'équipe du Laboratoire de Chimie des Substances Naturelles de l'Université de Limoges. Cette réticulation sélective des fibres permet de consolider significativement le réseau fibreux et de le rendre résistant à l'eau et à l'humidité, rendant ainsi possible les applications en phase aqueuse.****La réaction de click chemistry est aussi propice à la fixation d'autres groupements fonctionnels sur les fibres. Nous proposons donc d'intégrer des molécules de la famille des porphyrines sur les fibres phosphorylées afin de leur conférer un caractère bioactif. Pour cette application, nous proposons d'utiliser les fibres phosphorylées pour lesquelles la chaine alkyle de l'ester de phosphate est largement retenue dans la structure finale. ***Tous ces procédés respectent le plus possible les critères de la chimie verte tant du point de vue de leur fabrication que de leur fin de vie.**
多年来,我一直致力于研究磷酸酯类分子在木质纤维素材料制造领域的应用。因此,这些工作开始于纤维素上的磷酸盐取代度为2的渗透性纤维磷酰化的方法。L'originalité de ce procédé réside dans le fait qu'il n'affecte pas la structure des fibers,notamment longueur,comme c'est le cas avec les methodes traditionnelles de phosphorylation.因此,对于磷酰化纤维,可以设想一系列新的应用。事实上,磷酰化纤维不是易燃的,具有良好的离子交换能力,并且形成磷酸酯,在材料制造过程中,必须有一个非常脆弱的表面能量(防粘剂表面)。* L'application visée consiste donc dans un matériel filtrant autoportant composédisciplement de fibres phosphorylées et pouvant s'intégrer dans un système de treitement de différents types d'effluents ou de procédés industriels. L'enlèvement des substances ioniques est possible grâce à la presence des groupements phosphates sur la fibre phosphorylée tandis que les substances organiques peuvent être adsorbées sur la cellulose or la chaine alkyle de l'ester de phosphate selon polarité.此外,多种金属离子对磷酸盐有亲合性,特别是铀的氧化物形式,这些金属离子在核能领域的应用前景广阔。Le caractère autoportant du matériel sera obtenu à l'aide de la technique de réticulation des fibres basée sur la réaction de“click chemistry”que nous avons caught Au point en collaboration avec l'équipe du Chimie des Substances Naturelles de l'Université de利莫日.这种选择性的纤维渗透加固显著地改善了纤维网和对水和潮湿的抵抗力,使其可能应用于水相。*点击化学反应也有助于将其他功能基团固定在纤维上。我们的建议是将卟啉族分子与磷酰化纤维相结合,以获得具有生物活性的卟啉。为此,我们建议使用磷酰化纤维,以使磷酸酯的链烷基保留在最终结构中。*** 图斯的工艺过程可能符合生命周期制造的最佳化学标准。

项目成果

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Brouillette, François其他文献

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