Responsable : 
Yixiang Wang

Établissement : 
Université McGill

Année de concours : 
2020-2021

Table des matières

  1. Résumé du projet

1. Résumé du projet

La pollution par le plastique est aujourd’hui un problème planétaire. La production de polymères de source pétrochimique pose de graves préoccupations en matière de durabilité, et les plastiques non dégradés ont engendré un problème de déchets à l’échelle planétaire. Les polymères les plus fréquemment utilisés dans les emballages alimentaires sont le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP), le polystyrène (PS), le polychlorure de vinyle (PVC) et le polytéréphthalate d’éthylène (PTE). Ils engendrent des matières plastiques non biodégradables et deviennent une source importante de déchets après utilisation. Les matériaux d’emballage alimentaires, comme tout autre matériau d’entreposage à usage unique, constituent donc un grave problème environnemental à considérer dans les plus brefs délais. L’une des voies de solution les plus prometteuses est l’utilisation de ressources renouvelables annuellement ou respectueuses de l’environnement. Dans cette optique, le présent projet vise à développer une méthode « verte » de conversion des ressources forestières du Québec en membranes cellulosiques régénérées possédant de bonnes propriétés mécaniques et barrière aux gaz pour remplacer les emballages alimentaires en plastique non dégradable. La cellulose est le polymère organique naturel le plus abondant sur la planète, mais il est très difficile à dissoudre dans les solvants courants en raison des interactions fortes entre les molécules de cellulose. Un nouveau système de solvant aqueux NaOH/urée récemment développé, permet de dissoudre efficacement les fibres de coton à basse température (-12,6 oC) en deux minutes. Après hydrolyse en milieu acide, la cellulose d’autres sources telles que l’épinette pourrait elle aussi être rapidement dissoute dans ce solvant aqueux à basse température. La solution cellulosique qui en résulte permet de fabriquer divers matériaux cellulosiques. Les nanocristaux de cellulose sont des éléments de renforcement naturels dans les composites et l’organosilane est habituellement utilisé pour accroître l’hydrophobicité des matériaux cellulosiques. Le projet soumis vise à utiliser ces éléments dans le but de mettre au point des membranes cellulosiques optimales et fonctionnelles. Le projet sera divisés en 4 grands objectifs :

  1. Étudier la solubilité de diverses pulpes de bois, avec ou sans prétraitement mécanique/chimique, dans le solvant aqueux NaOH/urée ;
  2. Fabriquer des membranes cellulosiques régénérées à nanocristaux cellulosiques et organosilane modifié ;
  3. Étudier l’évolution de la qualité des produits alimentaires recouverts de membranes cellulosiques régénérées ;
  4. Examiner la biodégradabilité et la compostabilité des membranes cellulosiques régénérées.

Le projet de recherche proposé procurera des avantages directs à la population du Québec et du Canada, notamment les suivants :

  1. Contribuer à la compréhension fondamentale de la théorie de la dissolution de la cellulose ;
  2. Contribuer à la construction de matériaux d’emballage alimentaire à base de polymères naturels pour remplacer les plastiques à usage unique ;
  3. Accroître  notre connaissance de la biodégradation des matériaux cellulosiques modifiés dans différentes conditions ;
  4. Générer de nouvelles utilisations des ressources forestières du Québec ;
  5. Réduire les déchets d’emballage en plastique non dégradables ;
  6. Former du PHQ possédant les compétences, l’expertise et l’expérience pratique en matière de matériaux fonctionnels biodégradables.