Remplacement des produits chimiques toxiques dans la fabrication des pneus et des bandes transporteuses
Les nouveaux promoteurs d'adhésion sont basés sur des matières premières naturelles.
La qualité des systèmes composites composés de cordes de fibres à haute résistance telles que le polyester, l'aramide ou le polyamide et de matériaux de matrice en caoutchouc est largement déterminée par les propriétés d'adhésion des fibres à la matrice. Dans le processus de fabrication établi, des promoteurs d'adhésion en résorcinol-formaldéhyde-latex (RFL) sont utilisés pour améliorer les propriétés d'adhésion. Les chercheurs du DITF montrent comment remplacer le formaldéhyde nocif par des substances techniquement équivalentes et sans danger pour la santé.
Installation de revêtement dans le DITF
DITF
Dans les pneus de voiture, les bandes transporteuses et les courroies trapézoïdales, ainsi que dans de nombreuses applications dans la fabrication de produits techniques, les matériaux en caoutchouc sont renforcés par des cordes. Des fibres à haute résistance en polyester, polyamide ou aramide sont utilisées. Elles apportent la résistance et la rigidité nécessaires à l'ensemble du composite et s'opposent aux forces extérieures. Par conséquent, la déformation, l'allongement et la torsion du matériau peuvent être maintenus à un faible niveau.
Cependant, ces exigences envers le matériau composite fibreux ne peuvent être satisfaites que si la force d'adhérence entre les fibres et la matrice (en caoutchouc) est suffisamment élevée. Dans le cas contraire, il faut s'attendre à une délamination des matériaux composites, qui sont constitués de couches alternées de tissu et de caoutchouc. Une défaillance du matériau en serait la conséquence.
L'adhérence est augmentée par l'utilisation de promoteurs d'adhérence. Les produits chimiques à base de latex de formaldéhyde et de résorcine (RFL) se sont avérés efficaces. Ils sont appliqués sur les fibres sous forme d'immersion et permettent d'améliorer considérablement leur adhésion à la matrice de caoutchouc. Le RFL s'est imposé comme un promoteur d'adhésion, mais il présente un inconvénient de taille : depuis 2014, le formaldéhyde est classé par l'UE comme étant manifestement cancérigène et mutagène. L'industrie chimique cherche donc de toute urgence des alternatives inoffensives pour la santé.
DITF s'est attaqué au problème et a développé un nouveau système de revêtement sans formaldéhyde. Il est basé sur la substance hydroxyméthylfurfural (HMF), qui peut être extraite du bois. Le HMF se forme lors de la décomposition thermique des hydrates de carbone. On le trouve dans de nombreux aliments traités thermiquement, comme le lait, le café ou les jus de fruits, et il n'est pas considéré comme posant des problèmes de santé selon les connaissances scientifiques actuelles.
Les bains de HMF développés au DITF sont également prometteurs d'un point de vue technique : Dans le cas des fils en polyamide 6.6, une simple imprégnation suffit pour obtenir l'amélioration de l'adhérence souhaitée. Les fils en polyester ou en aramide nécessitent un traitement plasma préalable supplémentaire ou une finition sol-gel pour obtenir l'amélioration de l'adhérence nécessaire. L'application du trempage HMF est possible dans les mêmes conditions et avec la même technologie que celle utilisée pour les trempages RFL. À ce stade, aucun investissement supplémentaire n'est donc nécessaire pour remplacer le promoteur d'adhésion en production.
Les avantages déjà démontrés sont à développer. Le remplacement du résorcinol dans la formulation des trempettes est le prochain objectif de recherche. En effet, le résorcinol a également un effet toxique sur l'homme. En collaboration avec des partenaires industriels, on étudie actuellement dans quelle mesure le résorcinol peut être remplacé par la lignine. La particularité de la lignine utilisée est qu'elle est obtenue à partir de plantes annuelles. Ainsi, contrairement à la lignine de bois fréquemment utilisée, elle est chimiquement beaucoup plus active et offre un plus grand potentiel pour une transformation ultérieure en un promoteur d'adhésion techniquement avantageux.
Les deux approches visant à remplacer les produits chimiques dans les promoteurs d'adhésion par des substances inoffensives pour la santé s'inscrivent dans une logique de gestion durable : les nouveaux promoteurs d'adhésion fabriqués à partir de HMF et de lignine sont basés sur des matières premières naturelles. Résoudre le problème dans le cadre d'une application technique exigeante tout en respectant les aspects de durabilité reflète les engagements de la recherche vis-à-vis des exigences sociétales. Pour les petites et moyennes entreprises, les résultats de la recherche constituent la base des innovations et donc un véritable avantage dans la concurrence internationale.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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