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pastel-00612881, version 1 - 1 Aug 2011 Le traitement de mercerisation La mercerisation est un procédé chimique inventé par John Mercer en 1844 et qui consiste à traiter une étoffe de coton (cellulose) afin d'améliorer les caractéristiques physico-chimiques des fibres, comme de leur donner un aspect lustré. La technique de Mercer rendait le tissu plus solide et plus réceptif aux teintures. Pourtant, malgré les avantages trouvés en utilisant la technique de Mercer (capacité augmentée d'absorption des colorants, accessibilité chimique augmentée, résistance mécanique améliorée, allongement augmenté), ce procédé a aussi un inconvénient: le rétrécissement du coton. Ainsi, plus tard, en 1889 Horace Lowe eut l'idée de maintenir le matériau sous tension pendant que la mercerisation avait lieu et en même temps d'appliquer un lavage plus contrôlé afin d'éliminer la soude. Depuis, la mercerisation est devenu un procédé fiable pour les textiles. Pendant la mercerisation, les solutions aqueuses d'hydroxyde de sodium agissent sur la structure de la cellulose en changeant la structure cristalline de cellulose I en cellulose II. Quand ceci est effectué il en résulte une variation de la longueur des fibres ainsi que de propriétés d'absorption. Un autre effet est le fait que le lumen des fibres de coton (la cavité centrale) est rempli presque entièrement avec de la soude ce qui fait que la fibre devient parfaitement cylindrique donnant ainsi une texture plus douce [Marsh 1941]. En fonction du type de cellulose utilisée (coton, ramie, lin, fil ou du tissu) différentes températures de traitement sont nécessaires. Les conditions le plus souvent utilisées sont pour des concentrations comprises entre 18-23% NaOH et des températures de 25-40°C et pendant quelques minutes (maximum trois minutes). Traitement Enzymatique Le traitement enzymatique est une méthode utilisée de plus en plus aujourd’hui. Les classes d'enzymes qui sont impliquées dans la biodégradation de la cellulose dans la nature sont connues sous le nom de cellulases ou glucanases Kvarnlöf 2007 a analysé l’effet des enzymes sur l’accessibilité des fibres de bois dissoutes avant la préparation de la viscose. Le travail décrit montre que les enzymes peuvent être 34
pastel-00612881, version 1 - 1 Aug 2011 utilisées pour augmenter la réactivité de la cellulose et que ceci implique l'utilisation de moins de CS2 et donc l'impact sur l'environnement est plus faible lors de la fabrication des produits par le procédé viscose. Kopcke et al. 2008, ont étudié les moyens pour augmenter la réactivité des fibres de bois telles que le bois de bouleau, les fibres kraft eucalyptus. Ils ont trouvés que l'accessibilité est améliorée par un traitement avec des endoglucanase. De plus, un élément important trouvé dans leurs études est le fait que le phénomène d'hornification (perte de la porosité réversible pendant le séchage) qui apparaît en général après un traitement alcalin ne semble plus avoir lieu. Le Moigne 2008a a analysé l'augmentation de l'accessibilité de la cellulose par l'action des enzymes sur la structure en couches qui compose la cellulose native. Dans son étude réalisée sur des fibres de bois il a montré une augmentation de l'accessibilité de la cellulose par l'action des enzymes. Il a conclu que des échantillons avec un DP haut (2000) peuvent être dissouts dans un solvant d'une mauvaise qualité tel que 8%NaOH avec eau. Accessibilité à l'état gonflé dans l'eau Un autre facteur qui peut influencer l'accessibilité de la cellulose est son état gonflé par l'eau. nous avons mentionné plus tôt (section II) que deux types de gonflement caractérisent la cellulose, inter-cristalline et intra-cristalline. En considérant ces deux cas, le gonflement dans l'eau est un exemple de gonflement inter-cristallin de la cellulose. Il est donc considéré que l'eau pénètre uniquement dans les zones amorphes de la cellulose. Différentes techniques ont été développées afin de mesurer l'accessibilité des fibres de cellulose dans leur état humide [Krassig 1993]. Selon Hoyland et Field 1976, au moment où l'eau est en contact avec la cellulose, trois types d’eau doivent être distinguées, l’eau libre, l’eau liée capable de cristalliser et l’eau liée ne pouvant pas cristalliser. Une technique assez importante pour la mesure de l’accessibilité à l’état humide a été introduite par Aggebrandt et Samuelson 1969. Par des mesures d’exclusion de solutés, ils ont étudié la pénétration dans la cellulose des polymères solubles dans l’eau. Stone et Scallan1968 ont pu montrer que la proportion de l’eau accessible dans les molécules de solutés décroît avec l’augmentation du diamètre moléculaire. Les mêmes auteurs ont montré qu'au séchage des échantillons de cellulose « jamais séchés » et de ceux re-humidifiés, les premiers ont une accessibilité à l’eau plus grande. De plus, ils ont montré que lors du 35
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