1. Nanostructured cellulose-xyloglucan blends via ionic liquid/water processing
- Author
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Benoît Duchemin, Denis Lourdin, Mark P. Staiger, Jean Eudes Maigret, Xavier Falourd, Amine Bendaoud, Eric Leroy, Anton Baranov, Bernard Cathala, Rene Kehrbusch, Ingénierie des Matériaux Polymères (IMP), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of Canterbury [Christchurch], St Petersburg State University (SPbU), Laboratoire Ondes et Milieux Complexes (LOMC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Le Havre Normandie (ULH), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU), Unité de recherche sur les Biopolymères, Interactions Assemblages (BIA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Laboratoire de génie des procédés - environnement - agroalimentaire (GEPEA), Université de Nantes (UN)-Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Matrices Aliments Procédés Propriétés Structure - Sensoriel (GEPEA-MAPS2), Institut Universitaire de Technologie - Nantes (IUT Nantes), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie Saint-Nazaire (IUT Saint-Nazaire), Université de Nantes (UN)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Universitaire de Technologie - La Roche-sur-Yon (IUT La Roche-sur-Yon), Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie - Nantes (IUT Nantes), Université de Nantes (UN), MATIERES (Materials and Interfaces for Environment and Resources Exploitation) project - 'Reigion Pays de la Loire' council, Dumont d'Urville PHC (Hubert Curien Partnership), French Ministry of Education (Ministere de l'Education nationale de l'Enseignement superieur et de la Recherche (MENESR), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie - Nantes (IUT Nantes), Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie Saint-Nazaire (IUT Saint-Nazaire), Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie - La Roche-sur-Yon (IUT La Roche-sur-Yon), Université de Nantes (UN)-Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Université Bretagne Loire (UBL), Université Le Havre Normandie (ULH), Normandie Université (NU), LUNAM UNIVERSITY ONIRIS UMR 6144 GEPEA NANTES FRA, Partenaires IRSTEA, Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), and French Ministry of Education (Ministere de l'Education nationale de l'Enseignement superieur et de la Recherche (MENESR).
- Subjects
Nanostructure ,Materials science ,Polymers and Plastics ,02 engineering and technology ,engineering.material ,010402 general chemistry ,01 natural sciences ,Bioinspired ,chemistry.chemical_compound ,Cellulose xyloglucan ,Polymer blends ,Materials Chemistry ,[SPI.GPROC]Engineering Sciences [physics]/Chemical and Process Engineering ,Cellulose ,Composite material ,Elastic modulus ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,[PHYS]Physics [physics] ,Organic Chemistry ,[CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry ,021001 nanoscience & nanotechnology ,1-ethyl-3-methylimidazolium acetate ,6. Clean water ,0104 chemical sciences ,Xyloglucan ,chemistry ,(EmimAc) ,Ionic liquid ,engineering ,Polymer blend ,Biopolymer ,Elongation ,0210 nano-technology ,Nanostructuration - Abstract
International audience; In this work, the properties of cellulose (CE)/xyloglucan (XG) biopolymer blends are investigated, taking inspiration from the outstanding mechanical properties of plant cell walls. CE and XG were first co-solubilized in an ionic liquid, 1-ethy1-3-methylimidazolium acetate, in order to blend these biopolymers with a varying CE:XG ratio. The biopolymers were then regenerated together using water to produce solid blends in the form of films. Water-soluble XG persisted in the films following regeneration in water, indicating an attractive interaction between the CE and XG. The final CE:XG ratio of the blends was close to the initial value in solutions, further suggesting that intimate mixing takes place between CE and XG. The resulting CE/XG films were found to be free of ionic liquid, transparent and with no evidence of phase separation at the micron scale. The mechanical properties of the blend with a CE:XG ratio close to one revealed a synergistic effect for which a maximum in the elongation and stress at break was observed in combination with a high elastic modulus. Atomic force microscopy indicates a co-continuous nanostructure for this composition. It is proposed that the non-monotonous variation of the mechanical performance of the films with XG content is due to this observed nanostructuration. (C) 2017 Elsevier Ltd. All rights reserved.
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- 2017
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