Micro-mechanics of electrostatically stabilized suspensions of cellulose nanofibrils under steady state shear flow

Soft Matter

Volumn 12, Issue 6, 2016, Pages 1721-1735

  Martoia F ^a,b,c   Dumont, P J J ^a,b,c   Orgeas L ^a,b   Belgacem, M N ^a,b,c   Putaux, J L ^a,d  

^a UNIV GRENOBLE ALPES   (France)

^b CNRS   (France)

^c Agefpi   (France)

^d CENTRE DE RECHERCHES SUR LES MACROMOLÉCULES VÉGÉTALES CERMAV CNRS   (France)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BROWNIAN MOVEMENT; CELLULOSE; ELASTICITY; FLUID DYNAMICS; HYDRODYNAMICS; NANOFIBERS; NON NEWTONIAN FLOW; SHEAR DEFORMATION; SHEAR FLOW; SHEAR THINNING; YIELD STRESS;

CELLULOSE NANOFIBRILS; COLLOIDAL INTERACTION; COLLOIDAL SUSPENSIONS; CONCENTRATED SYSTEMS; HYDRODYNAMIC INTERACTION; MULTI-SCALE MODELING; SHEAR-THINNING BEHAVIOR; STABILIZED SUSPENSION;

SUSPENSIONS (FLUIDS);

CELLULOSE DERIVATIVES; DISPERSIONS; HYDRODYNAMICS; SHEAR FLOW;

NANOFIBER; OXIDIZED CELLULOSE; SUSPENSION;

CHEMISTRY; MECHANICAL STRESS; MICROFLUIDICS; STATIC ELECTRICITY; SUSPENSION;

CELLULOSE, OXIDIZED; MICROFLUIDICS; NANOFIBERS; STATIC ELECTRICITY; STRESS, MECHANICAL; SUSPENSIONS;

EID: 84957090624     PISSN: 1744683X     EISSN: 17446848     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c5sm02310f     Document Type: Article

References (82)

1. A. Dufresne, Nanocellulose: From Nature to High Performance Tailored Materials, Walter de Gruyter, 2012
2. J. G. Torres-Rendon F. H. Schacher S. Ifuku A. Walther Biomacromolecules 2014 15 2709 2717
3. K. M. O. Håkansson A. B. Fall F. Lundell S. Yu C. Krywka S. V. Roth G. Santoro M. Kvick L. Prahl Wittberg L. Wågberg L. D. Söderberg Nat. Commun. 2014 5 4018
4. A. J. Benítez J. Torres-Rendon M. Poutanen A. Walther Biomacromolecules 2013 14 4497 4506
5. Y. Kobayashi T. Saito A. Isogai Angew. Chem. 2014 126 10562 10565
6. R. J. Moon A. Martini J. Nairn J. Simonsen J. Youngblood Chem. Soc. Rev. 2011 40 3941 3994
7. T. Saito Y. Nishiyama J.-L. Putaux M. Vignon A. Isogai Biomacromolecules 2006 7 1687 1691
8. A. Isogai T. Saito H. Fukuzumi Nanoscale 2011 3 71 85
9. K. Sim J. Lee H. Lee H. J. Youn Cellulose 2015 22 3689 3700
10. H. Fukuzumi R. Tanaka T. Saito A. Isogai Cellulose 2014 21 1553 1559
11. A. B. Fall S. B. Lindström O. Sundman L. Ödberg L. Wågberg Langmuir 2011 27 11332 11338
12. H. Sehaqui N. Ezekiel Mushi S. Morimune M. Salajkova T. Nishino L. A. Berglund ACS Appl. Mater. Interfaces 2012 4 1043 1049
13. A. B. Fall S. B. Lindström J. Sprakel L. Wågberg Soft Matter 2013 9 1852 1863
14. F. Martoïa C. Perge P. J. J. Dumont L. Orgéas M. A. Fardin S. Manneville M. N. Belgacem Soft Matter 2015 11 4742 4755
15. M. Mohtaschemi K. Dimic-Misic A. Puisto M. Korhonen T. Maloney J. Paltakari M. J. Alava Cellulose 2014 21 1305 1312
16. O. Nechyporchuk M. N. Belgacem F. Pignon Cellulose 2015 22 2197 2210
17. D. Bonn, J. Paredes, M. M. Denn, L. Berthier, T. Divoux and S. Manneville, arxiv150205281 Cond-Mat, 2015
18. A. W. K. Ma M. R. Mackley S. S. Rahatekar Rheol. Acta 2007 46 979 987
19. T. Saarinen S. Haavisto A. Sorvari J. Salmela J. Seppälä Cellulose 2014 21 1261 1275
20. P. Coussot, Rheometry of Pastes, Suspensions, and Granular Materials: Applications Industry and Environment, John Wiley & Sons, 2005
21. P. Coussot J. Non-Newtonian Fluid Mech. 2014 211 31 49
22. P. C. F. Møller J. Mewis D. Bonn Soft Matter 2006 2 274 283
23. G. Ovarlez S. Cohen-Addad K. Krishan J. Goyon P. Coussot J. Non-Newtonian Fluid Mech. 2013 193 68 79
24. M. Mohtaschemi A. Sorvari A. Puisto M. Nuopponen J. Seppälä M. J. Alava Cellulose 2014 21 3913 3925
25. S. Varanasi R. He W. Batchelor Cellulose 2013 20 1885 1896
26. R. J. Kerekes Nord. Pulp Pap. Res. J. 2006 21 598 612
27. W. B. Russel, D. A. Saville and W. R. Schowalter, Colloidal Dispersions, Cambridge University Press, 1992
28. J. Mewis and N. J. Wagner, Colloidal Suspension Rheology, Cambridge University, 2012
29. P. Coussot Soft Matter 2007 3 528 540
30. M. J. Solomon P. T. Spicer Soft Matter 2010 6 1391 1400
31. S. R. Raghavan J. F. Douglas Soft Matter 2012 8 8539 8546
32. R. C. Picu Soft Matter 2011 7 6768 6785
33. D. Rodney B. Gadot O. R. Martinez S. R. du Roscoat L. Orgéas Nat. Mater. 2016 15 72 77
34. A. P. Philipse Langmuir 1996 12 1127 1133
35. A. S. Michaels J. C. Bolger Ind. Eng. Chem. Fundam. 1962 1 153 162
36. R. J. Hunter S. K. Nicol J. Colloid Interface Sci. 1968 28 250 259
37. F. Folgar C. L. Tucker J. Reinf. Plast. Compos. 1984 3 98 119
38. D. L. Koch Phys. Fluids 1995 7 2086 2088
39. G. Natale M. C. Heuzey P. J. Carreau G. Ausias J. Férec AIChE J. 2014 60 1476 1487
40. G. B. Jeffery Proc. R. Soc. London, Ser. A 1922 102 161 179
41. G. V. Vinogradov G. B. Froishteter K. K. Trilisky E. L. Smorodinsky Rheol. Acta 1975 14 765 775
42. S. P. Meeker R. T. Bonnecaze M. Cloitre J. Rheol. 2004 48 1295 1320
43. S. Marze D. Langevin A. Saint-Jalmes J. Rheol. 2008 52 1091 1111
44. G. Ovarlez S. Rodts X. Chateau P. Coussot Rheol. Acta 2009 48 831 844
45. T. Gallot C. Perge V. Grenard M.-A. Fardin N. Taberlet S. Manneville Rev. Sci. Instrum. 2013 84 045107
46. T. Divoux V. Grenard S. Manneville Phys. Rev. Lett. 2013 110 018304
47. C. W. Macosko, Rheology: principles, measurements, and applications, VCH, 1994
48. I. Usov G. Nyström J. Adamcik S. Handschin C. Schütz A. Fall L. Bergström R. Mezzenga Nat. Commun. 2015 6
49. C. P. J. Bennington R. J. Kerekes J. R. Grace Can. J. Chem. Eng. 1990 68 748 757
50. C. van Wik J. Text. Inst. 1946 37 285 289
51. S. Toll J.-A. E. Månson J. Rheol. 1994 38 985 997
52. S. Toll Polym. Eng. Sci. 1998 38 1337 1350
53. C. Servais J.-A. E. Månson S. Toll J. Rheol. 1999 43 991 1004
54. S. L. Corre P. Dumont L. Orgéas D. Favier J. Rheol. 2005 49 1029 1058
55. J. Férec G. Ausias M. C. Heuzey P. J. Carreau J. Rheol. 2009 53 49 72
56. S. Toll J. Rheol. 1993 37 123 125
57. R. G. L. Larson, The Structure and Rheology of Complex Fluids, Oxford University Press, New York, 1st edn, 1998
58. S. G. Advani C. L. Tucker II J. Rheol. 1987 31 751 784
59. G. G. Lipscomb II M. M. Denn D. U. Hur D. V. Boger J. Non-Newtonian Fluid Mech. 1988 26 297 325
60. T. G. M. van de Ven, Colloidal Hydrodynamics, Academic Press, 1989
61. J.-L. Barrat L. Bocquet Phys. Rev. Lett. 1999 82 4671 4674
62. O. Guiraud L. Orgéas P. J. J. Dumont S. R. du Roscoat J. Rheol. 2012 56 593 623
63. A. M. Wierenga A. P. Philipse Langmuir 1997 13 4574 4582
64. A. Wierenga A. P. Philipse H. N. W. Lekkerkerker D. V. Boger Langmuir 1998 14 55 65
65. D. Ishii T. Saito A. Isogai Biomacromolecules 2011 12 548 550
66. R. R. Sundararajakumar D. L. Koch J. Non-Newtonian Fluid Mech. 1997 73 205 239
67. G. Ausias X. J. Fan R. I. Tanner J. Non-Newtonian Fluid Mech. 2006 135 46 57
68. P. J. J. Dumont S. Le Corre L. Orgéas D. Favier J. Non-Newtonian Fluid Mech. 2009 160 76 92
69. M. P. Petrich D. L. Koch C. Cohen J. Non-Newtonian Fluid Mech. 2000 95 101 133
70. S. G. Advani, Flow and Rheology in Polymer Composites Manufacturing, Elsevier, 1994
71. S. Wegner T. Börzsönyi T. Bien G. Rose R. Stannarius Soft Matter 2012 8 10950 10958
72. F. P. Bretherton J. Fluid Mech. 1962 14 284 304
73. L. Orgéas P. J. J. Dumont J.-P. Vassal O. Guiraud V. Michaud D. Favier J. Mater. Sci. 2011 47 2932 2942
74. J.-P. Vassal L. Orgéas D. Favier J.-L. Auriault S. Le Corre Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2008 77 011303
75. M. Djalili-Moghaddam S. Toll J. Non-Newtonian Fluid Mech. 2005 132 73 83
76. W. W. Sampson, Modelling Stochastic Fibrous Materials with Mathematica®, Springer Science & Business Media, 2008
77. S. Le Corre D. Caillerie L. Orgéas D. Favier J. Mech. Phys. Solids 2004 52 395 421
78. J. N. Israelachvili, Intermolecular and Surface Forces, Third Edition: Revised Third, Academic Press, Amsterdam, 3rd edn, 2011
79. J. Araki Soft Matter 2013 9 4125 4141
80. L. Berhan A. M. Sastry Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2007 75 041121
81. I. Balberg C. H. Anderson S. Alexander N. Wagner Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1984 30 3933 3943
82. E. Abisset-Chavanne F. Chinesta J. Férec G. Ausias R. Keunings J. Non-Newtonian Fluid Mech. 2015 222 34 44