Brevet FR3042503A1 (20170421)
REVENDICATIONS1. Procédé de préparation d'un matériau poreux constitué d'une matrice cellulosique de microfibres de cellulose enchevêtrées, ledit matériau comportant à sa 5 surface un réseau de microsphères de cellulose auto-assemblées, la surface desdites microsphères comprenant en outre des nanofeuillets et des nanofibres de cellulose, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes :\n<CLM>\1\tla dissolution et l'hydrolyse concomitante d'un matériau cellulosique dans un volume VA d'une solution d'acide trifluoroacétique pour obtenir une solution de 10 cellulose hydrolysée, ladite étape\n<CLM>\1\tétant réalisée dans un récipient hermétiquement fermé ;\n<CLM>\1\tla solidification de la cellulose hydrolysée, par ajout, à la solution de cellulose hydrolysée obtenue ci-dessus à l'étape précédente, d'un volume Vsi d'un non solvant Si de la cellulose, ledit non solvant Si étant choisi parmi les solvants 15 polaires protiques différents de l'eau et les solvants polaires aprotiques, la fraction volumique dudit non solvant S1 (FVsi) étant telle que FVsi = Vsi/(Vsi+VA) et varie de 0,3 à 0,8, pour obtenir une structure cellulosique poreuse solide dont les pores renferment un mélange d'acide trifluoroacétique et de non solvant de la cellulose, ladite étape\n<CLM>\1\tétant réalisée dans un récipient hermétiquement fermé ; 20\n<CLM>\1\tl'élimination de l'acide trifluoroacétique par immersion de la structure cellulosique poreuse obtenue ci-dessus à l'étape précédente dans un ou plusieurs bains successifs d'un non solvant S2 de la cellulose, ledit non solvant S2 étant choisi parmi les solvants organiques volatiles,\n<CLM>\1\tle séchage de ladite structure poreuse par évaporation des non solvants S1 25 et S2 à l'air libre pour obtenir ledit matériau poreux.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau cellulosique est choisi parmi les végétaux bruts et les celluloses purifiées.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le matériau cellulosique est une cellulose purifiée choisie parmi la cellulose microcristalline et 30 l'acétate de cellulose.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la quantité de matériau cellulosique utilisée lors de l'étape\n<CLM>\1\tvarie de 0,5 à 25 % en masse par rapport au volume total de la solution d'acide trifluoroacétique. 3042503 PP001 491 FR 20\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau cellulosique est une cellulose purifiée, et qu'il est utilisé en une quantité variant de 0,5 à 8 % en masse, par rapport au volume total de la solution d'acide trifluoroacétique.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape\n<CLM>\1\tde dissolution/hydrolyse du matériau cellulosique est conduite à une température variant de 5 à 60°C.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau cellulosique est une cellulose purifiée, que l'étape 10\n<CLM>\1\test réalisée à une température de 15 à 25°C, et que la durée de l'étape\n<CLM>\1\tvarie de 10 à 30 jours.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la molarité de la solution d'acide trifluoroacétique utilisée lors de l'étape\n<CLM>\1\tvarie de 6 à 13 M. 15\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les solvants polaires protiques, utilisables à titre de solvants S1 lors de l'étape 2), sont choisis parmi les alcools ayant de 1 à 4 atomes de carbone.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les solvants polaires protiques utilisables à titre de solvants Si 20 lors de l'étape 2), sont choisis parmi le méthanol et l'éthanol.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lors l'étape 2), la fraction volumique FVsi varie de 0,35 à 0,5.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le solvant S1 est l'éthanol, et la fraction volumique FVsi varie 25 de 0,36 à 0,46.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la durée de l'étape\n<CLM>\1\tde solidification de la cellulose hydrolysée varie de 50 minutes à 12 heures.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, 30 caractérisé en ce que le solvant S2 utilisable lors de l'étape\n<CLM>\1\td'élimination de l'acide trifluoroacétique est identique au solvant Si et est choisi parmi le chloroforme, le toluène, l'hexane, l'acétone, le méthanol, l'éthanol et le propanol.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape\n<CLM>\1\tde séchage de la structure cellulosique poreuse 35 obtenue à l'étape\n<CLM>\1\test réalisée à température ambiante. 3042503 PP001 491 FR 21\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une étape\n<CLM>\1\tde traitement du matériau poreux cellulosique obtenu à l'issue de l'étape\n<CLM>\1\tde séchage avec un composé hydrophobisant. 5\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'agent hydrophobisant est choisi parmi les polymères siliconés, les fluorosilanes, l'acide polylactique, le poly(f3-hydroxybutyrate) ; les cires animales et végétales et les cires synthétiques.\n<CLM>\1\tMatériau poreux cellulosique susceptible d'être obtenu par la mise en oeuvre du procédé tel que défini à l'une quelconque des revendications précédentes, ledit matériau étant caractérisé en ce qu'il est constitué d'une matrice cellulosique de microfibres de cellulose enchevêtrées délimitant un réseau de pores interconnectés et constituant le coeur dudit matériau, ledit matériau comportant à sa surface un réseau de microsphères de cellulose auto-assemblées, la surface desdites microsphères comprenant en outre des nanofeuillets et des nanofibres de cellulose.\n<CLM>\1\tMatériau selon la revendication 18, caractérisé en ce que les microfibres de cellulose constituant le coeur du matériau poreux ont une largeur variant de 1 à 7 ium, une longueur variant de 10 à 100 ium et une épaisseur variant de 1 à 7 ium.\n<CLM>\1\tMatériau selon la revendication 18 ou 19, caractérisé en ce que les microfibres de cellulose comportent en outre à leur surface des nanoparticules de cellulose dont les dimensions moyennes (diamètre) varient de 10 à 50 nm.\n<CLM>\1\tMatériau selon l'une quelconque des revendications 18 à 20, caractérisé en ce que les microsphères de cellulose ont des dimensions moyennes 25 (diamètre) variant de 1 à 7 ium et comportent à leur surface des nanofeuillets et des nanofibres de cellulose.\n<CLM>\1\tMatériau selon l'une quelconque des revendications 18 à 21, caractérisé en ce que : - les nanofeuillets de cellulose présents à la surface des microsphères de 30 cellulose ont des dimensions moyennes variant de 50 à 350 nm en largeur, de 100 à 500 nm en hauteur et de 10 à 25 nm en épaisseur ; et en ce que - les nanofibres de cellulose présentes à la surface des microsphères de cellulose ont des dimensions variant de 10 à 50 nm en largeur, de 100 à 500 nm en hauteur et de 10 à 25 nm d'épaisseur. 3042503 PP001 491 FR 22\n<CLM>\1\tMatériau selon l'une quelconque des revendications 18 à 22, caractérisé en ce qu'il est obtenu selon les étapes 1 à\n<CLM>\1\tdu procédé tel que défini à l'une quelconque des revendications 1 à 15, et en ce qu'il se présente sous la forme d'un matériau hydrophile, flexible, superabsorbant et à mémoire de forme. 5\n<CLM>\1\tMatériau selon la revendication 23, pour une utilisation à titre de dispositif médical.\n<CLM>\1\tMatériau selon l'une quelconque des revendications 18 à 22, caractérisé en ce qu'il est obtenu selon les étapes 1 à\n<CLM>\1\tdu procédé tel que défini à l'une quelconque des revendications 1 à 17, et en ce qu'il comprend en outre au 10 moins une couche superficielle d'un revêtement hydrophobe.\n<CLM>\1\tUtilisation d'un matériau tel que défini à l'une quelconque des revendications 18 à 23, à titre de matériau d'isolation thermique.\n<CLM>\1\tUtilisation d'un matériau tel que défini à l'une quelconque des revendications 18 à 22 et 25, à titre de matériau superhydrophobe et auto-nettoyant 15 ou à titre de filtre pour la séparation d'un liquide huileux et d'un liquide aqueux.