Note publique d'information : Dans les procédés classiques d'extraction de la cellulose pour la fabrication de la
pâte à papier à partir de bois, les hémicelluloses sont dégradées et sont brûlées
pour alimenter l'usine en énergie. En incluant une étape préalable d'extraction de
ces polysaccharides, ils pourraient alors être réintroduits en aval du procédé, après
cationisation, en tant qu'agent de renfort dans la pâte à papier. Dans ce travail,
la cationisation de deux hémicelluloses modèles commerciales de type galactomannane
et xylane a été effectuée par éthérification avec un époxyde cationique en solution
aqueuse basique, avec des degrés de substitution de 0,1 à 1,3. Les paramètres prépondérants
de la réaction sont la concentration des espèces et la quantité d'agent éthérifiant,
tandis que la température et le temps de réaction influent principalement sur le rendement
massique. Un plan d'expérience a permis de modéliser l'interaction entre les quantités
de soude et d'époxyde et d'optimiser les conditions en fonction du DS avec une efficacité
de réaction de 50%. La cationisation a également été appliquée à deux hémicelluloses
extraites au FCBA. La mise en oeuvre de la réaction en absence de solvant a permis
d'atteindre une efficacité de réaction de 70 à 90% et de réduire considérablement
les quantités de réactif utilisées et d'effluents à traiter. Parmi la gamme de DS,
les dérivés cationiques de DS 0,3 ont donné les meilleures propriétés après ajout
dans la pâte à papier, le galactomannane étant plus efficace que le xylane. Enfin,
la réticulation des chaînes du xylane extrait a permis d'augmenter les propriétés
physiques du papier de 15% supplémentaires
Note publique d'information : With current paper pulp processes, hemicelluloses are decomposed during the extraction
of cellulose fibres. By including a previous step of hemicellulose extraction, these
compounds could be reused as additives in the paper pulp, instead of cationic starch.
In this work, two model galactomannan and xylan hemicelluloses were cationized in
aqueous solution under basic conditions by etherification with a cationic epoxide.
Degrees of substitution from 0.1 to 1.3 were obtained. Species concentration and epoxide
amount appeared as preponderant parameters of the reaction. With an experimental design,
the interaction between sodium hydroxide and epoxide amounts was modelized, and reactional
conditions were optimized depending on the desired DS with a reaction efficiency of
50%. Then, cationisation was applied to two hemicelluloses extracted in FCBA. The
reaction was also carried out in absence of solvent with a reaction efficiency of
70-90%, by minimising reagents consumption and effluents. Cationic derivatives with
DS 0.3 gave the best performance to increase the paper resistance when they were added
in paper pulp, galactomannan being more efficient than xylan. Chain reticulation allowed
increasing mechanical properties of paper of 15% for the extracted xylan
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