Gomme laque

7 février 2023

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par la Société de l'industrie chimique

Des chercheurs de l'École des sciences de l'Université Mae Fah Luang, en Thaïlande, et de l'École d'ingénierie et des sciences des matériaux de l'Université Queen Mary de Londres, au Royaume-Uni, ont mis au point un revêtement à base de gomme laque pour améliorer les propriétés de barrière aux gaz d'un matériau recyclable, compostable et durable. matériau d'emballage d'origine pour le rendre adapté aux aliments instantanés, déshydratés, congelés et réfrigérés.

La pâte moulée, fabriquée à partir de matériaux renouvelables tels que le bois d'eucalyptus ou la bagasse de canne à sucre, est largement utilisée comme matériau d'emballage durable pour protéger les produits lors de l'expédition, pour les plateaux de service alimentaire, les conteneurs et les porte-boissons. Son volume de production représente plus de 30 % de tous les matériaux d'emballage à base de papier, et en plus de ses matières premières renouvelables, il est également adapté au recyclage et au compostage.

Cependant, les mauvaises propriétés de barrière aux gaz des matériaux et leur résistance limitée à l'eau et à l'huile rendent les pâtes moulées inadaptées au maintien de la durée de conservation et de la qualité de nombreux produits. Ce problème est généralement résolu en stratifiant ou en enduisant les matériaux avec des polymères à base de pétrole tels que le polyéthylène et une fine couche de métaux, généralement de l'aluminium, ce qui rend le recyclage ou le compostage difficile et peu pratique.

L'objectif de cette étude, publiée le 7 février dans la revue Polymer International, était d'améliorer les propriétés barrière et la résistance de surface de la pâte moulée tout en préservant son profil vert et sa durabilité environnementale en développant un nouveau revêtement à base de matières premières respectueuses de l'environnement, renouvelables et biodégradables. matériaux.

La gomme laque est dérivée d'une résine sécrétée par les punaises de lac et est produite depuis des siècles pour être utilisée dans des produits allant des vernis à ongles à la laque pour meubles et divers colorants. Les plus grands producteurs de gomme laque sont l'Inde, la Thaïlande et la Chine, mais elle est également produite au Bangladesh, au Myanmar, au Laos, au Vietnam et au Mexique.

C'est un biopolymère du groupe des polyesters et largement utilisé dans les industries médicales et alimentaires en raison de sa nature non toxique, de son comportement thermoplastique, de sa résistance à l'huile et de ses bonnes propriétés de barrière à l'humidité. Il présente également une bonne finition d'adhérence et peut être dissous dans des solvants à faible toxicité. Cependant, une couche de revêtement de gomme laque pure n'est pas couramment utilisée en raison de sa nature fragile et de sa perméabilité élevée à l'oxygène.

Dans ce travail, une pâte moulée a été recouverte d'une couche nanocomposite composée de cellulose nanofibrillée (NFC) et de gomme laque pour améliorer ses performances de barrière et de résistance de surface. Pour améliorer la compatibilité avec la phase shellac et augmenter la résistance à l'eau du NFC, de la cellulose nanofibrillée modifiée (mNFC) a été préparée via une réaction d'estérification. Les chercheurs ont également préparé des échantillons non revêtus et des échantillons revêtus de gomme laque pure à des fins de comparaison.

Les effets de la formulation du revêtement nanocomposite (c.-à-d. teneur en nanocellulose et modification), ainsi que des différentes épaisseurs de la couche de revêtement sur la pâte moulée, sur la morphologie, les propriétés de barrière (taux de transmission de la vapeur d'eau [WVTR], OTR), l'eau et la résistance à l'huile, la stabilité thermique et les propriétés mécaniques des éprouvettes fabriquées ont été systématiquement examinées.

Les chercheurs ont rapporté des taux de transmission de vapeur d'eau et d'oxygène dans la même gamme que ceux des matériaux d'emballage alimentaire conventionnels tels que le polyéthylène basse densité, le polypropylène orienté et le polyéthylène téréphtalate.

Les tests de l'angle de contact avec l'eau, de l'angle de contact avec l'huile et du taux d'absorption d'huile ont également indiqué que la couche de revêtement nanocomposite offrait une résistance à l'eau supérieure et une surface anti-graisse prometteuse à la feuille de pâte moulée. La couche de revêtement a également amélioré les propriétés de traction des échantillons de feuilles, en particulier pour l'échantillon revêtu de gomme laque et de mNFC. Les échantillons ont atteint une bonne stabilité thermique (environ 250 ° C) après l'introduction de la couche de gomme laque avec une température de dégradation thermique inférieure, confirmant ses utilisations pratiques pour les applications d'emballage.

S'adressant à SCI, le chercheur principal, le professeur Nattakan Soykeabkaew, de la faculté des sciences de l'université Mae Fah Luang, a noté que "notre prochain objectif est de développer un revêtement durable, moins cher et évolutif via la sélection et la conception des matériaux, ainsi que certaines modifications de processus".

Un obstacle actuel à la commercialisation réside dans son coût, que le professeur Soykeabkaew estime actuellement être trois à dix fois plus élevé que les matériaux actuellement utilisés. Cependant, le revêtement pourrait également "être appliqué sur d'autres éco-matériaux pour diminuer la sensibilité à l'eau/à l'humidité", note le professeur Soykeabkaew.

Plus d'information: Supattra Klayya et al, Revêtement nanocomposite durable pour la pâte moulée avec des propriétés de barrière améliorées pour les applications d'emballage alimentaire, Polymer International (2022). DOI : 10.1002/pi.6469

Fourni par la Société de l'industrie chimique