Thread by @brusicor02

Hier, @jmcourty sortait une vidéo #MerciLaPhysique sur des poissons en cellophane.

Mais ce qu'il a oublié de dire, c'est MERCI LA CHIMIE car la cellophane est un matériau créé par la chimie.
C'est parti, thread chimie ! (1/n) 🔽

#LT (2/n)
La cellophane est née en 1908, quand un ingénieur chimiste suisse J. E. Brandenberger a l'idée d'adapter une préparation à base de cellulose pour faire des feuilles transparentes qui peuvent protéger des objets.

🖼 bioplasticsnews.com/2019/07/23/his…
🖼 stiftungbrandenberger.ch/index.php/fr/d…

#LT (3/n)
Mais... comment faire un matériau translucide à partir de cellulose, principal composant du bois ?
Merci aux chimistes Cross, Bevan & Beadle qui avaient mis un brevet en 1892 sur la fabrication de la viscose.
🖼 plastiquarian.com/?page_id=14226

#LT (4/n)
Mais revenons à la chimie de base : la cellulose est le matériau de choix pour les plantes. C'est une très très longue chaîne qui se répète, qu'on appelle un polymère.
Et oui, les polymères ne sont pas tous des plastiques artificiels humains (ça, c'est dit)

#LT (5/n)
Si je simplifie la vue en utilisant la formule topologique, on peut voir que la cellulose est une chaîne linéaire périodique. En rouge se trouve une unité D-anhydroglucopyranose, car la brique mise bout à bout par les plantes, c'est du D-glucose, du sucre.

#LT (6/n)
Mais ce n'est pas tout à fait cette unité qui se répète, mais un motif cellobiose qui comprend 2 unités glucose.
(les plus chimistes pourront dire que ce sont deux unités β-D-glucopyranoses en conformation chaise ⁴C₁ liées par une liaison glycosidique β 1-4)

#LT (7/n)
Mais ça ne nous dit pas comment faire de la viscose.
J'y arrive : la première étape est la mercérisation, qui consiste à un bain alcalin de soude caustique. Cela va former des charges sur la fibre, ce qui va "attendrir" les fibres de coton ou de bois utilisées.

#LT (7/n)
Mais ce n'est pas suffisant pour dissoudre correctement la cellulose : un traitement au sulfure de carbone CS₂ va former des groupes xanthates qui va beaucoup augmenter sa solubilité dans l'eau.
Et vous obtenez la "viscose", un liquide visqueux orangé

#LT (8/n)
Reste plus qu'à extruder le liquide dans une solution d'acide sulfurique et de sulfate de sodium, quelques bains pour enlever le soufre et PAF, on obtient de la cellophane...
📖 doi.org/10.1002/143560…

🎞 avec un procédé similaire :

#LT (9/n)
Et la cellophane, c'est finalement... de la cellulose comme au départ. Sauf que l'arrangement entre les fibres de cellulose a changé.
Dans la cellulose, vous avez de la cellulose I qui arrangent les fibres sous forme de plans.

📄 doi.org/10.1016/S0079-…

#LT (10/n)
On est toujours avec des molécules linéaires de celluloses, sauf que des liaisons à distance de type liaisons hydrogène (en jaune) vont permettre de maintenir les fibres serrées pour former des plans.

#LT (11/n)
Mais la cellulose après son petit traitement industriel adopte d'autres formes, par exemple la cellulose II.
Vous ne voyez pas la différence ? Je vais vous aider.

📄 doi.org/10.1017/S08857…

#LT (12/n)

Si j'affiche le réseau de liaisons hydrogène, vous voyez maintenant que, en plus de liaisons à l'intérieur des plans, il y a également des liaisons hydrogène ENTRE les plans.
Et ça, ça modifie les propriétés physiques de la fibre.

#LT (13/n)

Avec quelques modifications supplémentaires au niveau des procédés industriels, tant chimiques et physiques, vous pouvez obtenir de la cellophane résistante à l'eau et qui empêche les moisissures : la cellophane était prête à devenir l'emballage référence de DuPont

#LT (14/n)

Mais avec l'essor de la pétrochimie, les emballages se sont tournés vers des polymères moins onéreux comme le polyéthylène ou le polychlorure de vinyle.
Donc attention si vous voulez reproduire l'expérience de @jmcourty : ça ne marche pas avec votre fil étirable.

#LT (15/n)

Si vous voulez trouver de la véritable cellophane, tournez-vous plutôt vers les confitures artisanales (on mouille la feuille qui s'étire, et elle se rétracte en séchant) ou les cigares (car la cellophane n'est pas étanche à l'air).
📄 fr.wikipedia.org/wiki/Cellophane

#LT (16/n, n=16)

Mais qui sait, on commence à retrouver de la cellophane sur le marché car c'est un plastique biosourcé et plus facilement biodégradable.
📄 sain-et-naturel.ouest-france.fr/cellophane-de-…

#StayTuned et merci de m'avoir suivi jusqu'ici, courageux que vous êtes !