Développement de macro, nano et de micro cellulose par voie mécanique et biologique et de ces applications dans les PU-Lignine

L’usine Kruger de Trois-Rivières a démarré en avril 2014 une usine préindustrielle d’une capacité de 5 tonnes par jour de filament de cellulose (FC) de pâte thermomécanique ou Kraft. Ces FC ont des propriétés de résistance mécanique exceptionnelles, une densité faible (légère) en plus d’avoir une coloration relativement neutre. Nous obtiendrons ainsi à partir de ressources renouvelables, le bois, de nouveaux matériaux biosourcés. De plus, le procédé de fabrication est vert puisqu’il n’utilise aucun produit chimique et ne produit pas de rejet (rendement de 100 %). Kruger veut poursuivre son développement afin de développer de nouveaux produits à plus hautes valeurs ajoutées destinés à d’autres marchés. Par contre, les marchés non papetiers exigent souvent un produit anhydre et facilement dispersible soit dans l’eau, des solvants ou de thermoplastique au point de ramollissement. Kruger veut donc également développer des technologies de modification de surface et de déshydratation de la FC permettant d’obtenir cette FC dispersible destinée à l’industrie non papetière.
Enerlab produit de la mousse de polyuréthane (MPU) contenant jusqu’à 25 % de lignosulfonate. Cette teneur qualifie le produit comme ayant un contenu biosourcé par l’industrie de la construction. Enerlab a même déposé une demande de brevet concernant cette nouvelle technologie. Les propriétés de ces mousses à contenu biosourcées sont équivalentes aux produits courants de MPU. Enerlab a un grand intérêt pour l’utilisation d’une fibre biosourcée comme fibre de renforcement stabilisateur de mousse dans ces formulations. De plus, Enerlab est souhaite remplacer l’isocyanate de ces formulations afin de diminuer l’impact de ce produit toxique sur la sécurité des travailleurs.
Ce projet concerne principalement le développement : d’un nouveau procédé biologique permettant de transformer les filaments de cellulose (FC) produite chez Kruger en produit à plus haute valeur ajouté tel que la cellulose microcristalline (MCC) ou nanocristalline (NCC); de nouvelles mousses de polyuréthanes contenant des lignosulfonates (Enerlab) enrichit de filament ou de MCC ou de NCC ayant un contenu biosourcé et des propriétés accrues et d’un procédé de séchage et de dispersion de la FC. Nous allons développer un traitement enzymatique qui permettra d’éliminer graduellement la cellulose amorphe. Afin de caractériser les souches ayant la meilleure sélectivité, nous utiliserons la technologie de biosenseur développé par le Pr Beauregard qui permet une mesure précise et rapide de la cristallinité de la cellulose (brevet en attente). En interrompant la réaction au moment opportun, nous pourrons obtenir une cellulose ayant la dimension MCC ou NCC.