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La fibre de cellulose et la carboxyméthylcellulose sodique se présentent sous forme de poudre hygroscopique blanche ou blanc cassé, inodore et sans goût, contenant 5 à 22 % de carboxyméthylcellulose sodique.
La fibre de cellulose est un hydrocolloïde organique dispersible dans l'eau.
La fibre de cellulose est une cellulose purifiée et partiellement dépolymérisée qui se présente sous forme de poudre cristalline blanche, inodore et sans goût, composée de particules poreuses.
Numéro CAS : 9004-34-6
Formule moléculaire : (C12H20O10)n
Masse moléculaire : 324,28
Numéro EINECS : 232-674-9
Synonymes : Cellulose microcristalline, 9004-34-6, Cellulose, AVICEL PH, AVICEL PH 101(R), AVICEL PH 102, AVICEL PH 105(R), AVICEL(R), AVICEL(R), AVICEL SF, AVIRIN
La fibre de cellulose est disponible dans le commerce en différentes tailles de particules et degrés d'humidité, présentant des propriétés et des applications différentes.
La fibre de cellulose est une fibre polysaccharidique naturelle composée de longues chaînes d'unités de β-D-glucose (liaisons β-1,4), formant le composant structurel primaire des parois cellulaires végétales.
C'est le biopolymère organique le plus abondant sur Terre ; il confère résistance, rigidité et stabilité aux plantes, au bois et à de nombreux matériaux naturels.
Les fibres de cellulose sont généralement extraites de la pâte de bois, du coton et de la biomasse agricole pour être utilisées dans les textiles, le papier, les produits alimentaires et les applications industrielles.
Les fibres de cellulose ou fibres de cellulose (/ˈsɛljʊloʊs, -loʊz/) sont des fibres fabriquées à partir d'éthers ou d'esters de cellulose, qui peuvent être obtenus à partir de l'écorce, du bois ou des feuilles de plantes, ou d'autres matières végétales.
Outre la cellulose, les fibres peuvent également contenir de l'hémicellulose et de la lignine, différents pourcentages de ces composants modifiant les propriétés mécaniques des fibres.
Les principales applications des fibres de cellulose se trouvent dans l'industrie textile, comme filtres chimiques et comme composites de renforcement par fibres, en raison de leurs propriétés similaires à celles des fibres techniques, constituant une autre option pour les biocomposites et les composites polymères.
La fibre de cellulose a été découverte en 1838 par le chimiste français Anselme Payen, qui l'a isolée de matières végétales et a déterminé sa formule chimique.
La fibre de cellulose a été utilisée par la société Hyatt Manufacturing Company en 1870 pour produire le premier polymère thermoplastique à succès, le celluloïd.
La production de rayonne (« soie artificielle ») à partir de cellulose a commencé dans les années 1890, et la cellophane a été inventée en 1912.
En 1893, Arthur D. Little, de Boston, inventa un autre produit cellulosique, l'acétate, et le développa sous forme de film.
Les premières utilisations commerciales de l'acétate sous forme de fibres dans le textile ont été développées par la société Celanese en 1924.
Hermann Staudinger a déterminé la structure polymère de la cellulose en 1920.
Le composé a été synthétisé chimiquement pour la première fois (sans l'utilisation d'enzymes d'origine biologique) en 1992, par Kobayashi et Shoda.
La fibre de cellulose est un polymère constitué de molécules de glucose répétées, attachées bout à bout.
Une molécule de cellulose peut avoir une longueur allant de plusieurs centaines à plus de 10 000 unités de glucose.
La fibre de cellulose a une structure similaire à celle des glucides complexes comme l'amidon et le glycogène.
Ces polysaccharides sont également constitués de plusieurs sous-unités de glucose.
La différence entre les fibres de cellulose et les autres molécules de glucides complexes réside dans la façon dont les molécules de glucose sont liées entre elles.
De plus, la fibre de cellulose est un polymère à chaîne linéaire, et chaque molécule de cellulose est longue et en forme de bâtonnet.
Cela diffère de l'amidon, qui est une molécule enroulée sur elle-même.
Il en résulte que, contrairement à l'amidon et aux autres glucides, la fibre de cellulose ne peut être décomposée en ses sous-unités de glucose par aucune enzyme produite par les animaux.
Les fibres de cellulose manufacturées proviennent de plantes transformées en pâte à papier puis extrudées de la même manière que les fibres synthétiques comme le polyester ou le nylon.
La rayonne ou viscose est l'une des fibres cellulosiques «manufacturées» les plus courantes, et elle peut être fabriquée à partir de pâte de bois.
Des fibres peuvent également être produites à partir de Laminaria hyperborea par gyration sous pression de buse et filage humide, ainsi que par mélange acoustique résonant.
Les fibres de cellulose sont biodégradables, renouvelables et durables, ce qui en fait des matériaux clés en chimie verte et en conception de produits écologiques.
Elles présentent une résistance à la traction élevée grâce aux liaisons hydrogène entre les microfibrilles, ce qui permet une durabilité structurelle dans les textiles et les composites.
Chimiquement, la cellulose est insoluble dans l'eau et dans la plupart des solvants, mais elle peut être modifiée chimiquement (par exemple, l'acétate de cellulose) pour améliorer sa transformabilité.
Les fibres naturelles sont composées de microfibrilles de cellulose dans une matrice d'hémicellulose et de lignine. Ce type de structure et leur composition chimique sont responsables des propriétés mécaniques observées.
Grâce aux liaisons hydrogène qui se forment entre les longues chaînes des fibres naturelles, celles-ci possèdent la rigidité et la résistance nécessaires.
Comparées aux fibres synthétiques, les fibres de cellulose présentent des avantages importants tels que leur faible densité, leur faible coût, leur recyclabilité et leur biodégradabilité.
Grâce à ses avantages, les fibres de cellulose peuvent être utilisées comme substitut aux fibres de verre dans les matériaux composites.
La cellulose est un composé organique de formule (C6H10O5)n, un polysaccharide constitué d'une chaîne linéaire de plusieurs centaines à plusieurs milliers d'unités de D-glucose liées par des liaisons β(1→4).
La fibre de cellulose est un composant structurel important des parois cellulaires des plantes vertes, de nombreuses formes d'algues et des oomycètes.
Certaines espèces de bactéries le sécrètent pour former des biofilms.
La fibre de cellulose est le polymère organique le plus abondant sur Terre.
La teneur en fibres de cellulose de la fibre de coton est de 90 %, celle du bois est de 40 à 50 %, et celle du chanvre séché est d'environ 57 %.
La fibre de cellulose est principalement utilisée pour la production de carton et de papier. En plus petites quantités, elle est transformée en une grande variété de produits dérivés tels que la cellophane et la rayonne.
La conversion de la cellulose issue des cultures énergétiques en biocarburants tels que l'éthanol cellulosique est en cours de développement en tant que source de carburant renouvelable.
La fibre de cellulose à usage industriel est principalement obtenue à partir de pâte de bois et de coton.
De plus, la cellulose présente une forte susceptibilité aux interactions directes avec certains liquides organiques, notamment le formamide, le DMSO et les amines à chaîne courte (méthylamine, éthylamine), entre autres, qui sont reconnus comme des agents de gonflement très efficaces.
Les fibres cellulosiques sont définies comme des fibres contenant de la cellulose comme substance polymère principale.
La fibre de cellulose est un type de fibre fabriquée à partir de cellulose, un polymère naturel présent dans les plantes et qui sert de composant structurel des parois cellulaires végétales.
Ces fibres sont utilisées dans de nombreuses applications, notamment le textile, la fabrication du papier et les matériaux de construction. Elles sont appréciées pour leur résistance, leur durabilité et leur caractère écologique.
La fibre de cellulose peut être obtenue à partir de la tige, de la feuille ou de la graine d'une plante.
La plus importante de ces fibres est de loin le coton, obtenu à partir de la graine. Parmi les autres fibres cellulosiques importantes, on trouve les fibres libériennes comme le lin, le jute, le ramie, le bambou et le chanvre.
Point de fusion : 76–78 °C (solv. : acétone (67-64-1) ; chloroforme (67-66-3))
Masse volumique apparente : 70–400 kg/m³
Densité : 1,5 g/cm³ (20 °C)
Indice de réfraction : n20/D 1,504
Point d'éclair : 164 °C
Température de stockage : température ambiante
Solubilité : Pratiquement insoluble dans l'eau, l'acétone, l'éthanol anhydre, le toluène, les acides dilués et une solution d'hydroxyde de sodium à 50 g/L
Forme : Poudre
Couleur : Blanc ou presque blanc
pH : 5,0–7,5 (100 g/L, H₂O, 20 °C) (suspension)
Odeur : Inodore
Source biologique : Épinette
Activité optique : −120 (solution d'hydroxyde de cuivre et d'ammonium)
Viscosité : 50–150 cP (2,6 % en poids dans H₂O, Brookfield RVT, broche n° 1, 20 tr/min) (litt.)
Solubilité dans l'eau : Insoluble
Merck : 14, 1965
Limites d'exposition : ACGIH VME 10 mg/m³ ; OSHA VME 15 mg/m³ (poussières totales), 5 mg/m³ (fraction respirable) ; NIOSH VME 10 mg/m³, 5 mg/m³, 1 mg/m³
Constante diélectrique : 3,2 (ambiante)
La fibre de cellulose est un mélange séché par pulvérisation ou en vrac de cellulose microcristalline et de carboxyméthylcellulose sodique.
Il est préparé par dépolymérisation chimique de pâte de bois hautement purifiée.
Les zones cristallines originales des fibres de pâte sont combinées avec de la carboxyméthylcellulose sodique, qui sert de colloïde protecteur et facilite également la dispersion du produit ; il est ensuite séché par pulvérisation ou en vrac.
La fibre de cellulose est le matériau de construction naturel de toutes les structures végétales.
Les produits Custom Fibers C sont fabriqués avec des longueurs de fibres standard de 30, 75, 90, 200 et 500 microns et se présentent sous forme de poudres blanches fibreuses sans saveur et fades.
La fibre du papier classique peut être qualifiée de « cellulosique », ce qui signifie que la cellulose en est le composant principal.
La fibre de cellulose est présente non seulement dans le bois, mais aussi dans diverses plantes non ligneuses, telles que la paille, la canne à sucre (bagasse), les roseaux et le chanvre.
La cellulose microcristalline est fabriquée par hydrolyse contrôlée avec des solutions diluées d'acide minéral d'α-cellulose, obtenue sous forme de pâte à partir de matières végétales fibreuses.
Après hydrolyse, l'hydrocellulose est purifiée par filtration et la suspension aqueuse est séchée par pulvérisation pour former des particules sèches et poreuses présentant une large distribution granulométrique.
Les fibres de cellulose naturelles restent reconnaissables comme provenant d'une partie de la plante d'origine car elles ne sont transformées que dans la mesure nécessaire pour les nettoyer avant utilisation.
Par exemple, les fibres de coton ressemblent aux boules de coton douces et duveteuses dont elles proviennent.
Les fibres de lin ressemblent aux robustes brins fibreux de la plante de lin.
Toutes les fibres « naturelles » subissent un processus de séparation des parties de la plante qui ne sont pas utilisées pour le produit final, généralement par la récolte, le tri des résidus, le lavage, etc.
La présence de chaînes linéaires de milliers d'unités de glucose liées entre elles permet une grande quantité de liaisons hydrogène entre les groupes OH des chaînes adjacentes, ce qui les amène à s'empiler étroitement dans les fibres de cellulose.
De ce fait, la cellulose interagit peu avec l'eau ou tout autre solvant.
Le coton et le bois, par exemple, sont totalement insolubles dans l'eau et possèdent une résistance mécanique considérable.
Comme la cellulose ne possède pas de structure hélicoïdale comme l'amylose, elle ne se lie pas à l'iode pour former un produit coloré.
Un polymère de glucides naturels (polysaccharide) constitué d'unités d'anhydroglucose liées par une liaison oxygène pour former de longues chaînes moléculaires essentiellement linéaires.
Les fibres de cellulose peuvent être hydrolysées en glucose.
Le degré de polymérisation est de 1000 pour la pâte de bois à 3500 pour la fibre de coton, ce qui donne un poids moléculaire de 160 000 à 560 000.
La fibre de cellulose est un solide incolore, d environ 1,50, insoluble dans l'eau et les solvants organiques.
La fibre de cellulose gonfle dans une solution d'hydroxyde de sodium et est soluble dans le réactif de Schweitzer.
Il s'agit du constituant fondamental de tous les tissus végétaux (bois, herbe, coton, etc.) et de la matière organique la plus abondante au monde.
Les fibres de coton sont composées presque exclusivement de cellulose ; le bois en contient environ 50 %.
La structure physique de la cellulose est particulière : elle n’est pas constituée d’un seul cristal, mais de zones cristallines incluses dans des zones amorphes. Les réactifs chimiques pénètrent plus facilement dans ces dernières que dans les premières.
La fibre de cellulose est pratiquement inodore et insipide et est combustible, avec un point d'inflammation d'environ 450 °F.
Sous certaines formes, il est inflammable. Par exemple, la réglementation du transport ferroviaire exige un étiquetage « inflammable » sur des articles tels que les fibres brûlées, le coton brûlé, les vieux papiers humides et les textiles humides.
Des incendies se sont déjà déclarés dans des entrepôts où étaient stockés des annuaires téléphoniques.
Ces phénomènes étaient sans aucun doute dus à une accumulation de chaleur dans le papier causée par l'activité microbienne et une oxydation auto-entretenue.
La fibre de cellulose est combustible.
Incompatible avec les agents oxydants puissants, notamment le pentafluorure de brome, le nitrate de sodium, le fluor, les perchlorates, l'acide perchlorique, le chlorate de sodium, le perchlorate de magnésium, le F2, le permanganate de zinc, le nitrite de sodium, le nitrate de sodium et le peroxyde de sodium.
La nitration avec un mélange d'acides nitrique et sulfurique produit des nitrates microcristallins de cellulose (pyroxyline celluloïdique, pyroxyline soluble, coton-poudre) qui sont inflammables ou explosifs.
La fibre de cellulose est hygroscopique et ne doit pas être exposée à l'humidité.
Utilisations des fibres de cellulose :
Le bois contient 50 à 70 % de cellulose ; le coton et les autres fibres textiles d'origine végétale en contiennent 65 à 95 % ; la rayonne est préparée en dissolvant de la cellulose naturelle puis en la précipitant de la solution, avec une certaine perte de cristallinité.
La fibre de cellulose est transformée en film de cellophane et est utilisée pour former des fibres, des résines, des revêtements et des gommes.
La fibre de cellulose est principalement utilisée pour la compression directe en comprimés et la granulation humide.
La fibre de cellulose possède des propriétés de compression similaires à celles de l'ACCEL-101.
Cependant, sa granulométrie plus importante peut en faire un matériau potentiellement utile pour améliorer l'écoulement des poudres fines. ACCEL
Utilisé dans le papier, le carton et les emballages comme matériau de structure principal.
Utilisé dans les textiles (coton, lin, rayonne) pour les vêtements, les tissus médicaux et les tissus industriels.
Utilisé dans l'alimentation comme fibre alimentaire, modificateur de texture et stabilisant dans les produits de boulangerie, les sauces et les compléments alimentaires.
Incorporé dans les produits pharmaceutiques comme liant, agent de remplissage et agent à libération contrôlée dans les comprimés et les systèmes d'administration de médicaments.
Utilisé dans les matériaux de construction (composites renforcés de fibres, isolants, mortier) pour améliorer la durabilité et réduire le poids.
Utilisé dans les médias de filtration pour les liquides et l'air en raison de sa structure finement poreuse.
Utilisé dans les bioplastiques, la nanocellulose et les biocomposites pour remplacer les plastiques à base de pétrole.
La fibre de cellulose est un épaississant et un émulsifiant.
Elle est obtenue à partir de plantes. La cellulose (microcristalline) est utilisée comme émulsifiant dans les crèmes cosmétiques.
La fibre de cellulose est le principal constituant des fibres végétales.
Utilisé dans les matériaux d'impression 3D et les biocomposites pour améliorer la résistance mécanique tout en réduisant la teneur en plastique.
Incorporé dans les produits absorbants (essuie-tout, couches pour bébés, produits d'hygiène féminine) en raison de sa grande capacité de rétention des liquides.
Utilisé dans les pièces automobiles (plastiques renforcés de fibres, panneaux intérieurs) pour réduire le poids et accroître la durabilité.
Utilisé dans les peintures, les revêtements et les adhésifs comme épaississant, modificateur de rhéologie et stabilisant.
Utilisé dans la modification du caoutchouc et de l'asphalte pour améliorer la résilience, la rigidité et la résistance aux fissures.
Utilisé dans les cosmétiques et les produits de soins personnels (exfoliants, agents épaississants) pour ajouter de la texture et de la stabilité.
Incorporés dans des applications agricoles (films de paillage, enrobages de semences) pour un meilleur contrôle de l'humidité du sol et une biodégradabilité accrue.
Elle joue un rôle dans les matériaux médicaux (pansements, matrices de libération de médicaments) grâce à sa biocompatibilité et à son pouvoir d'absorption des fluides.
Intégré dans la recherche en électronique imprimée et en stockage d'énergie (séparateurs de batteries, composites conducteurs) en tant que substrat léger et poreux.
Utilisé dans l'alimentation animale pour fournir des fibres alimentaires et améliorer la fonction digestive.
Utilisé dans le nettoyage environnemental (absorbants pour déversements d'hydrocarbures) grâce aux propriétés hydrophobes de la cellulose modifiée.
La fibre de cellulose est un polymère de glucides constitué d'unités de glucose.
La fibre de cellulose est constituée de particules fibreuses et est utilisée comme source de fibres et agent de charge dans les formulations hypocaloriques.
La fibre de cellulose est une gomme qui est la forme non fibreuse de la cellulose, une alpha-cellulose.
Il est dispersible dans l'eau mais insoluble, ce qui nécessite une énergie considérable pour sa dispersion et son hydratation.
Sous cette forme, elle est utilisée dans des applications à sec telles que la compression de comprimés, la fabrication de capsules et la production de fromage râpé, où elle agit comme agent de charge non nutritif, liant, agent de fluidité et antiagglomérant. L'ajout de carboxyméthylcellulose à l'alpha-cellulose avant séchage permet d'améliorer ses propriétés fonctionnelles d'hydratation et de dispersion.
La fibre de cellulose est conçue pour être utilisée dans des dispersions aqueuses, étant insoluble dans l'eau mais se dispersant dans l'eau pour former des sols colloïdaux en dessous de 1 % et des gels blancs opaques au-dessus du niveau d'utilisation de 1 %.
Il est utilisé comme stabilisateur de choc thermique et agent de texture dans les desserts glacés, comme opacifiant dans les vinaigrettes allégées, comme stabilisateur de mousse dans les crèmes fouettées et comme émulsifiant dans les vinaigrettes. Également appelé gel de cellulose.
La fibre de cellulose est utilisée pour produire des gels thixotropes convenant comme véhicules de suspension dans les formulations pharmaceutiques et cosmétiques.
La carboxyméthylcellulose sodique facilite la dispersion et sert de colloïde protecteur.
Des concentrations inférieures à 1 % de solides produisent des dispersions fluides, tandis que des concentrations supérieures à 1,2 % de solides produisent des gels thixotropes.
Lorsqu'il est correctement dispersé, il confère stabilité, opacité et suspension à une variété de produits, et est utilisé dans les sprays nasaux, les sprays et lotions topiques, les suspensions orales, les émulsions, les crèmes et les gels.
La fibre de cellulose est le principal constituant de la structure des plantes (polymère naturel) qui, une fois extraite, est utilisée pour la fabrication du papier, des plastiques et dans de nombreuses combinaisons.
Fibre de cellulose composée de molécules à longue chaîne dans lesquelles l'unité complexe C6H10O5 est répétée jusqu'à 2000 fois.
Il est constitué de molécules de glucose comportant trois groupes hydroxyle par unité de glucose.
L'une des formes les plus simples de cellulose utilisées industriellement est la cellulose régénérée, dont la composition chimique du produit fini est similaire à celle de la cellulose d'origine.
La fibre de cellulose est fabriquée à partir de pâte de bois ou de coton digérée dans une solution caustique.
La fibre de cellulose est une cellulose régénérée en feuilles minces, utilisée pour l'emballage et d'autres usages spécifiques, notamment le bobinage de fils et de câbles.
Profil de sécurité des fibres de cellulose :
Chauffé jusqu'à décomposition, il dégage une fumée âcre et des vapeurs irritantes.
La fibre de cellulose a peu, voire aucun, effet néfaste sur les poumons, et aucun cas de maladie organique ou d'effet toxique n'a été rapporté.
Les effets néfastes sur la santé attribués au bois, au coton, au lin, au jute et au chanvre ne sont pas imputables à leur teneur en cellulose, mais plutôt à la présence d'autres substances.
Des fibres de cellulose ont été retrouvées dans le sang et l'urine de volontaires humains ayant consommé de la cellulose colorée ; aucun effet indésirable n'a été constaté.
Généralement reconnu comme sûr et non toxique, même lorsqu'il est ingéré sous forme de fibres alimentaires.
L'inhalation de poussière de cellulose peut provoquer une irritation respiratoire, de la toux ou des problèmes pulmonaires professionnels dans les environnements mal ventilés.
Combustible à l'état sec — la poussière peut présenter un risque d'incendie ou d'explosion dans des espaces confinés en suspension dans l'air.
Certains produits chimiques utilisés dans le traitement industriel de la cellulose (agents de blanchiment, solvants) peuvent présenter des risques supplémentaires s'ils ne sont pas contrôlés.
La fibre de cellulose est largement utilisée dans les formulations pharmaceutiques orales et les produits alimentaires et est généralement considérée comme un matériau relativement non toxique et non irritant.
Après administration orale, les fibres de cellulose ne sont pas absorbées par voie systémique et présentent donc un faible potentiel toxique.
La consommation de grandes quantités de cellulose peut avoir un effet laxatif, bien que cela soit peu susceptible de poser problème lorsque la cellulose est utilisée comme excipient dans les formulations pharmaceutiques.
L’abus délibéré de formulations contenant des fibres de cellulose, par inhalation ou par injection, a entraîné la formation de granulomes cellulosiques.
