Cellulose nanocrystals: A potential nanofiller for food packaging applications

ACS Symposium Series

Volumn 1162, Issue , 2014, Pages 197-239

  Dhar, Prodyut ^a   Bhardwaj, Umesh ^a   Kumar, Amit ^a   Katiyar, Vimal ^a  

^a INDIAN INSTITUTE OF TECHNOLOGY GUWAHATI   (India)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BIODEGRADATION; BIOMEDICAL ENGINEERING; CELLULOSE; CELLULOSE DERIVATIVES; CELLULOSE FILMS; COMPOSITE FILMS; COST EFFECTIVENESS; FABRICATION; NANOCRYSTALS; PACKAGING MACHINES;

BIONANOPARTICLES; CELLULOSE NANO-CRYSTALS; CELLULOSE NANOCRYSTAL (CNC); EMERGING TECHNOLOGIES; FABRICATION TECHNIQUE; INDUSTRIAL-SCALE PRODUCTION; POLYMERIC MATRICES; REINFORCING EFFECTS;

NANOCOMPOSITE FILMS;

ASSEMBLY; FOOD; PACKAGING; SURFACE TREATMENT;

EID: 84927159140     PISSN: 00976156     EISSN: 19475918     Source Type: Book Series    
DOI: 10.1021/bk-2014-1162.ch017     Document Type: Conference Paper

References (145)

1. Turbak, A. F.; Snyder, F. W.; Sandberg, K. R. J. Appl. Polym. Sci. 1983, 37.
2. Rånby, B. G.; Banderet, A.; Sillén, L. G. Acta Chem. Scand. 1949, 3, 649-650.
3. Mukherjee, S. M; Sikorski, I; Woods, H. J. Nature 1951, 167, 821-822.
4. Turbak, A. F.; Snyder, F. W.; Sandberg, K. R. Nonwovens Symposium; Myrtle Beach, SC, Apr. 16-19, 1984; TAPPI Press: Atlanta, GA.
5. Fukuzumi, H.; Saito, T.; Iwata, T.; Kumamoto, Y; Isogai, A. Biomacromolecules 2009, 10, 162-165.
6. Gonera, A.; Cornillon, P Starch/Stärke 2002, 54, 508-516.
7. Li, M.; Liu, P.; Zou, W.; Yu, L.; Xie, F.; Pu, H.; Liu, H.; Chen, L. J. Food Eng. 2011, 106, 95-101.
8. Agustin, M. B.; Ahmmad, B.; De Leon, E. R. P.; Buenaobra, J. L.; Salazar, J. R.; Hirose, F. Polym. Compos. 2013, 34, 1325-1332.
9. Peelman, N.; Ragaert, P.; De Meulenaer, B.; Adons, D.; Peeters, R.; Cardon, L.; Van Impe, F.; Devlieghere, F. Trends Food Sci. Technol. 2013, 32, 128-141.
10. Le Corre, D.; Bras, J.; Dufresne, A. Biomacromolecules 2010, 11, 1139-1153.
11. De Carvalho, A. J.; Curvelo, A. A.; Agnelli, J. A. Carbohydr. Polym. 2001, 45, 189-194.
12. Curvelo, A. A.; de Carvalho, A. J.; Agnelli, J. A. Carbohydr. Polym. 2001, 45, 183-188.
13. Park, J. W.; Lee, D. J.; Yoo, E. S.; Im, S. S.; Kim, S. H.; Kim, Y. H. Korea Polym. J. 1999, 7, 93-101.
14. Guan, J.; Eskridge, K. M.; Hanna, M. A. Ind. Crops Prod. 2005, 22, 109-123.
15. Agustin, M. B.; Ahmmad, B.; De Leon, E. R. P.; Buenaobra, J. L.; Salazar, J. R.; Hirose, F. Polym. Compos. 2013, 34, 1325-1332.
16. Savadekar, N. R.; Mhaske, S. T. Carbohydr. Polym. 2012, 89, 146-151.
17. Siqueira, G.; Bras, J.; Dufresne, A. Polymers 2010, 2, 728-765.
18. Oksman, K.; Skrifvars, M.; Selin, J.-F Compos. Sci. Technol. 2003, 63, 1317-1324.
19. Kvien, L; Tanem, B. S.; Oksman, K. Biomacromolecules 2005, 6, 3160-3165.
20. Heinze, T.; Liebert, T. Prog. Polym. Sci. 2001, 26, 1689-1762.
21. Meyer, L. W. A.; Gearhart, W. M. Ind. Eng. Chem. 1948, 40, 1478-1485.
22. Gómez-Guillén, M.; Turnay, J.; Fernández-DIaz, M.; Ulmo, N.; Lizarbe, M.; Montera, P. Food Hydrocolloids 2002, 16, 25-34.
23. Eastoe, J. E. Biochem. J. 1955, 61, 589-600.
24. Suppakul, P.; Miltz, J.; Sonneveld, K.; Bigger, S. w. J. Food Sci. 2003, 68, 408-120.
25. Song, H. Y; Shin, Y. J.; Song, K.B. J. Food Eng. 2012, 113, 541-547.
26. Elazzouzi-Hafraoui, S.; Nishiyama, Y; Putaux, J.-L.; Heux, L.; Dubreuil, F.; Rochas, C. Biomacromolecules 2008, 9, 57-65.
27. Marchessault, R.; Morehead, F.; Koch, M. J. J. Colloid Sci. 1961, 16, 327-344.
28. Read, S. M.; Bacic, T. Science 2002, 295, 59-60.
29. Isogai, A.; Saito, T.; Fukuzumi, H. Nanoscale 2011, 3, 71-85.
30. De Souza Lima, M. M.; Borsali, R. Langmuir 2002, 18, 992-996.
31. Brown, R. M.; Montezinos, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1976, 73, 143-147.
32. Kalia, S.; Kaur, I. Cellulose Fibers: Bio- and Nano-Polymer Composites: Green Chemistry and Technology; Springer: New York, 2011.
33. Beck-Candanedo, S.; Roman, M.; Gray, D. G. Biomacromolecules 2005, 6, 1048-1054.
34. Oksman, K.; Etang, J. A.; Mathew, A. P.; Jonoobi, M. Biomass Bioenergy 2011, 35, 146-152.
35. Herrera, M. A.; Mathew, A. P.; Oksman, K. Mater. Lett. 2012, 71, 28-31.
36. Teixeira, E. de M.; Pasquini, D.; Curvelo, A. A. S.; Corradini, E.; Belgacem, M. N.; Dufresne, A. Carbohydr. Polym. 2009, 78, 422-431.
37. Thielemans, W.; Can, E.; Morye, S. S.; Wool, R. P. J. Appl. Polym. Sci. 2002, S3, 323-331.
38. Rosa, M. F.; Medeiros, E. S.; Malmonge, J. A.; Gregorski, K. S.; Wood, D. F.; Mattoso, L. H. C; Glenn, G.; Orts, W. J.; Imam, S. H. Carbohydr Polym. 2010, 81, 83-92.
39. Fahma, F.; Iwamoto, S.; Hori, N.; Iwata, T.; Takemura, A. Cellulose 2011, 18, 443-450.
40. Rosa, M. F.; Medeiros, E. S.; Malmonge, J. A.; Gregorski, K. S.; Wood, D. F.; Mattoso, L. H. C; Glenn, G.; Orts, W. I; Imam, S. H. Carbohydr. Polym. 2010, 81, 83-92.
41. Mohanty, A. K.; Misra, M.; Drzal, L. T. J. Polym. Environ. 2002, 10, 19-26.
42. Wang, N.; Ding, E.; Cheng, R. Polymer 2007, 48, 3486-3493.
43. Kargarzadeh, H.; Ahmad, L; Abdullah, L; Dufresne, A.; Zainudin, S. Y; Sheltami, R. M. Cellulose 2012, 19, 855-866.
44. Mukherjee, S. M.; Woods, H. J. Biochim. Biophys. Acta 1953, 10, 499-511.
45. Roman, M.; Winter, W. T. Biomacromolecules 2004, 5, 1671-1677.
46. Saito, T.; Isogai, A. Biomacromolecules 2004, 5, 1983-1989.
47. Saito, T.; Hirota, M.; Tamura, N.; Isogai, A. J. Wood Sci. 2010, 56, 227-232.
48. Valentini, L.; Bon, S. B.; Fortunati, E.; Kenny, J. M. J. Mater. Sci. 2014, 49, 1009-1013.
49. Saito, T.; Hirota, M.; Tamura, N.; Kimura, S.; Fukuzumi, H.; Heux, L.; Isogai, A. Biomacromolecules 2009, 10, 1992-1996.
50. Isogai, T.; Saito, T.; Isogai, A. T. Biomacromolecules 2010, 11, 1593-1599.
51. Camarero Espinosa, S.; Kuhnt, T.; Foster, E. J.; Weder, C. Biomacromolecules 2013, 14, 1223-1230.
52. Fricain, J. C; Granja, P. L.; Barbosa, M. A.; de Jéso, B.; Barthe, N.; Baquey, C. Biomaterials 2002, 23, 971-980.
53. Tsioptsias, C; Panayiotou, C. Carbohydr. Polym. 2008, 74, 99-105.
54. Leung, A. C. W.; Hrapovic, S.; Lam, E.; Liu, Y; Maie, K. B.; Mahmoud, K. A.; Luong, J. H. T. Small 2011, 7, 302-305.
55. Sadeghifar, H.; Filpponen, L; Clarke, S. P.; Brougham, D. F.; Argyropoulos, D. S. J. Mater. Sci. 2011, 46, 7344-7355.
56. Tang, L.; Huang, B.; Ou, W; Chen, X.; Chen, Y. Bioresour. Technol. 2011, 102, 10973-10977.
57. Tang, L.; Huang, B.; Lu, Q.; Wang, S.; Ou, W; Lin, W.; Chen, X. Bioresour. Technol. 2013, 127, 100-105.
58. Yu, H.; Qin, Z.; Liang, B.; Liu, N.; Zhou, Z.; Chen, L. J. Mater. Chem. A 2013, 1, 3938-3944.
59. Gousse, C; Chanzy, H.; Excoffier, G.; Soubeyrand, L.; Fleury, E. Polymer 2002, 43, 2645-2651.
60. Raquez, J.-M.; Murena, Y; Goffin, A.-L.; Habibi, Y; Ruelle, B.; DeBuyl, F.; Dubois, P. Compos. Sci. Technol. 2012, 72, 544-549.
61. Ben Mabrouk, A.; Kaddami, H.; Magnin, A.; Belgacem, M. N.; Dufresne, A.; Boufi, S. Polym. Eng. Sci. 2011, 51, 62-70.
62. Braun, B.; Dorgan, J. R. Biomacromolecules 2009, 10, 334-341.
63. Cho, S. Y; Park, H. H.; Yun, Y S.; Jin, H.-J. Fibers Polym. 2013, 14, 1001-1005.
64. Gopalan Nair, K.; Dufresne, A.; Gandini, A.; Belgacem, M. N. Biomacromolecules 2003, 4, 1835-1842.
65. Yuan, H.; Nishiyama, Y; Wada, M; Kuga, S. Biomacromolecules 2006, 7, 696-700.
66. Habibi, Y; Dufresne, A. Biomacromolecules 2008, 9, 1974-1980.
67. Cao, X.; Habibi, Y; Lucia, L. A. J. Mater. Chem. 2009, 19, 7137-7145.
68. Mangalam, A. P.; Simonsen, J.; Benight, A. S. Biomacromolecules 2009, 10, 497-504.
69. Ljungberg, N.; Bonini, C; Bortolussi, F.; Boisson, C; Heux, L.; Cavaillé Biomacromolecules 2005, 6, 2732-2739.
70. Araki, J.; Wada, M; Kuga, S. Langmuir 2001, 17, 21-27.
71. Peng, B. L.; Dhar, N.; Liu, H. L.; Tarn, K. C. Can. J. Chem. Eng. 2011, 89, 1191-1206.
72. Habibi, Y; Goffin, A.-L.; Schütz, N.; Duquesne, E.; Dubois, P.; Dufresne, A. J. Mater. Chem. 2008, 18, 5002-5010.
73. Chen, G.; Dufresne, A.; Huang, J.; Chang, P. R. Macromol. Mater. Eng. 2009, 294, 59-67.
74. Lin, N.; Chen, G.; Huang, J.; Dufresne, A.; Chang, P. R. J. Appl. Polym. Sci. 2009, 113, 3417-3425.
75. Pranger, L.; Tannenbaum, R. Macromolecules 2008, 41, 8682-8687.
76. Martinez-Sanz, M.; Olsson, R. T.; Lopez-Rubio, A.; Lagaron, J. M. Cellulose 2011, 18, 335-347.
77. Bondeson, D.; Oksman, K. Compos. Interfaces 2007, 14, 617-630.
78. Frone, A. n.; Berlioz, S.; Chailan, J.-F; Panaitescu, D. m.; Donescu, D. Polym. Compos. 2011, 32, 976-985.
79. Martinez-Sanz, M.; Lopez-Rubio, A.; Lagaron, J. M. J. Appl. Polym. Sci. 2013, 128, 2197-2207.
80. Martinez-Sanz, M.; Lopez-Rubio, A.; Lagaron, J. M. Biomacromolecules 2012, 13, 3887-3899.
81. Braun, B.; Dorgan, J. R.; Hollingsworth, L. O. Biomacromolecules 2012, 13, 2013-2019.
82. Capadona, J. R.; Shanmuganathan, K.; Trittschuh, S.; Seidel, S.; Rowan, S. J.; Weder, C. Biomacromolecules 2009, 10, 712-716.
83. Dufresne, A.; Kellerhals, M. B.; Witholt, B. Macromolecules 1999, 32, 7396-7401.
84. Jiang, L.; Morelius, E.; Zhang, J.; Wolcott, M.; Holbery, J. J. Compos. Mater. 2008, 42, 2629-2645.
85. Srithep, Y; Ellingham, T.; Peng, J.; Sabo, R.; Clemons, C; Turng, L.-S.; Pilla, S. Polym. Degrad. Stab. 2013, 98, 1439-1449.
86. De Mesquita, J. P.; Donnici, C. L.; Pereira, F. V. Biomacromolecules 2010, 11, 473-480.
87. De Mesquita, J. P.; Donnici, C. L.; Teixeira, I. F.; Pereira, F. V. Carbohydr. Polym. 2012, 90, 210-217.
88. Tashiro, K.; Kobayashi, M. Polymer 1991, 32, 1516-1526.
89. Lahiji, R. R.; Xu, X.; Reifenberger, R.; Raman, A.; Rudie, A.; Moon, R. J. Langmuir 2010, 26, 4480-4488.
90. Šturcová, A.; Davies, G. R.; Eichhorn, S. J. Biomacromolecules 2005, 6, 1055-1061.
91. Surve, M.; Pryamitsyn, V; Ganesan, V J. Chem. Phys. 2006, 125, 064903.
92. Peresin, M. S.; Habibi, Y; Zoppe, J. O.; Pawlak, J. J.; Rojas, O. J. Biomacromolecules 2010, 11, 674-681.
93. Halpin, J. C; Kardos, J. L. J. Appl. Phys. 1972, 43, 2235-2241.
94. N Ouali, J. C. Rubber Compos. Process. Appl. 1991, 16, 55-60.
95. Takayanagi, M.; Uemura, S.; Minami, S. J. Polym. Sci., Part C: Polym. Symp. 1964, 5, 113-122.
96. Stauffer, D.; Aharony, A. Introduction to percolation theory; Taylor & Francis: Oxford U.K., 1994.
97. Xu, X.; Liu, F.; Jiang, L.; Zhu, J. Y; Haagenson, D.; Wiesenborn, D. P. ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 2999-3009.
98. Affdl, J. C; Kardos, J. L. Polym. Eng. Sci. 1976, 16, 344-352.
99. Oliver, W. c; Pharr, G. m. J. Mater. Res. 1992, 7, 1564-1583.
100. Wu, Q.; Meng, Y; Concha, K.; Wang, S.; Li, Y; Ma, L.; Fu, S. Ind. Crops Prod. 2013, 48, 28-35.
101. Iwamoto, S.; Kai, W.; Isogai, A.; Iwata, T. Biomacromolecules 2009, 10, 2571-2576.
102. Pakzad, A.; Simonsen, J.; Yassar, R. S. Compos. Sci. Technol. 2012, 72, 314-319.
103. Aulin, C; Karabulut, E.; Tran, A.; Wågberg, L.; Lindström, T. ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 7352-7359.
104. Fortunati, E.; Peltzer, M.; Armentano, I.; Torre, L.; Jiménez, A.; Kenny, J. M. Carbohydr. Polym. 2012, 90, 948-956.
105. Nielsen, L. E. J. Macromol. Sci., Chem. 1967, 1, 929-942.
106. S. Takahashi, H. A. G. Polymer 2006, 3083-3093.
107. A. Andrio, V. C. J. Membr. Sci. 2000, 178, 65-74.
108. Bharadwaj, R. K. Macromolecules 2001, 34, 9189-9192.
109. Cussler, E. L.; Hughes, S. E.; Ward, W. J., III; Aris, R. J. Membr. Sci. 1988, 38, 161-174.
110. Gusev, A. A.; Lusti, H. R. Adv. Mater. 2001, 13, 1641.
111. Picard, E.; Vermogen, A.; Gérard, J.-E; Espuche, E. J. Membr. Sci. 2007, 292, 133-144.
112. Rogers, C. E. In Polymer Permeability; Comyn, J., Ed.; Springer: Netherlands, 1985; pp 11-73.
113. Fox, D. Physics and chemistry of the organic solid state; Interscience Publishers: New York, 1963.
114. Brunauer, S.; Emmett, P.H.; Teller, E. J. Am. Chem. Soc. 1938, 60, 309-319.
115. Timmermann, E. O. Colloids Surf, A 2003, 220, 235-260.
116. Turhan, M.; Sayar, S.; Gunasekaran, S. J. Food Eng. 2002, 53, 153-159.
117. Henderson, L. W.; Nolph, K. D. J. Clin. Invest. 1969, 48, 992-1001.
118. Srinivasa, P. C; Ramesh, M. N.; Tharanathan, R. N. Food Hydrocolloids 2007, 21, 1113-1122.
119. Carvalho, R. A.; Grosso, C. R. F.; Sobral, P. J. A. Packag. Technol. Sci. 2008, 21, 165-169.
120. Chao Roy R.; Rizvi Syed S. H. O. In Food and Packaging Interactions; ACS Symposium Series 365; American Chemical Society: Washington, DC, 1988; pp 217-242.
121. Al-Muhtaseb, A. H.; McMinn, W. A. M; Magee, T. R. A. J. Food Eng. 2004, 61, 297-307.
122. Park, G. S. In Synthetic Membranes: Science, Engineering and Applications; Bungay, P. M, Lonsdale, H. K., Pinho, M. N. de, Eds.; NATO ASI Series; Springer: Netherlands, 1986; pp 57-107.
123. Kohier, R.; Dück, R.; Ausperger, B.; Alex, R. Compos. Interfaces 2003, 10, 255-276.
124. Okubayashi, S.; Griesser, U. I; Bechtold, T. Carbohydr. Polym. 2004, 58, 293-299.
125. Belbekhouche, S.; Bras, I; Siqueira, G.; Chappey, C; Lebrun, L.; Khelifi, B.; Marais, S.; Dufresne, A. Carbohydr. Polym. 2011, 83, 1740-1748.
126. Salajková, M; Berglund, L. A.; Zhou, Q. J. Mater. Chem. 2012, 22, 19798-19805.
127. Roman, M; Winter, W T. Biomacromolecules 2004, 5, 1671-1677.
128. Jia, B.; Mei, Y; Cheng, L.; Zhou, I; Zhang, L. ACS Appl. Mater. Interfaces 2012.
129. Wagberg, L.; Decher, G.; Norgren, M.; Lindstrom, T.; Ankerfors, M.; Axnas, K. Langmuir 2008, 24, 784-795.
130. Bondeson, D.; Oksman, K. Compos. Interfaces 2007, 14, 617-630.
131. Van den Berg, O.; Capadona, J. R.; Weder, C. Biomacromolecules 2007, 8, 1353-1357.
132. Beck, S.; Bouchard, I; Berry, R. Biomacromolecules 2012, 13, 1486-1494.
133. Ten, E.; Jiang, L.; Wolcott, M. P. Carbohydr. Polym. 2013, 92, 206-213.
134. Van den Berg, O.; Capadona, J. R.; Weder, C. Biomacromolecules 2007, 8, 1353-1357.
135. Liu, H.; Liu, D.; Yao, F.; Wu, Q. Bioresour Technol. 2010, 101, 5685-5692.
136. Grunert, M.; Winter, W. T. J. Polym. Environ. 2002, 10, 27-30.
137. Wagberg, L.; Decher, G.; Norgren, M.; Lindstrom, T.; Ankerfors, M.; Axnas, K. Langmuir 2008, 24, 784-795.
138. Podsiadlo, P.; Choi, S.-Y; Shim, B.; Lee, J.; Cuddihy, M.; Kotov, N. A. Biomacromolecules 2005, 6, 2914-2918.
139. Cerclier, C. V; Guyomard-Lack, A.; Cousin, F.; Jean, B.; Bonnin, E.; Cathala, B.; Moreau, C. X. Biomacromolecules 2013, 14, 3599-3609.
140. Moreau, C; Beury, N.; Delorme, N.; Cathala, B. Langmuir 2012, 28, 10425-10436.
141. Decher, G.; Lvov, Y; Schmitt, J. Thin Solid Films 1994, 244, 112-111.
142. Qi, Z.-D.; Saito, T.; Fan, Y; Isogai, A. Biomacromolecules 2012, 13, 553-558.
143. Aulin, C; Ström, G. Ind. Eng. Chem. Res. 2013, 52, 2582-2589.
144. Meng, Q. K.; Hetzer, M; Kee, D. D. PLA/clay/wood nanocomposites: nanoclay effects on mechanical and thermal properties. J. Compos. Mater. 2011, 45, 1145-1158.
145. Oksman, K.; Mathew, A. P.; Bondeson, D.; Kvien, I. Compos. Sci. Technol. 2006, 66, 2776-2784.