Des chercheurs recyclent du plastique auparavant non recyclable
Une équipe de l'U-Michigan a découvert un moyen de recycler chimiquement le PVC en matériau utilisable
Le PVC, ou chlorure de polyvinyle, est l'un des Plastiques les plus produits aux États-Unis et le troisième en volume dans le monde.
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Le PVC constitue une grande partie des plastiques que nous utilisons au quotidien. Une grande partie du plastique utilisé dans les équipements hospitaliers - tubes, poches à sang, masques et autres - est en PVC, tout comme la plupart des tuyaux utilisés dans la plomberie moderne. Les cadres de fenêtres, les garnitures de maisons, les bardages et les revêtements de sol sont fabriqués en PVC ou en contiennent. Il recouvre les câblages électriques et comprend des matériaux tels que les rideaux de douche, les tentes, les bâches et les vêtements.
Il présente également un taux de recyclage de zéro pour cent aux États-Unis.
Aujourd'hui, des chercheurs de l'université du Michigan, dirigés par la première auteure de l'étude, Danielle Fagnani, et la chercheuse principale, Anne McNeil, ont découvert un moyen de recycler chimiquement le PVC en matériau utilisable. La partie la plus fortuite de l'étude ? Les chercheurs ont trouvé un moyen d'utiliser les phtalates contenus dans les plastifiants - l'un des composants les plus nocifs du PVC - comme médiateur de la réaction chimique. Leurs résultats sont publiés dans la revue Nature Chemistry.
"Le PVC est le type de plastique dont personne ne veut s'occuper parce qu'il présente une série de problèmes qui lui sont propres", a déclaré M. Fagnani, qui a réalisé ces travaux en tant que chercheur postdoctoral au département de chimie de l'Université du Michigan. "Le PVC contient généralement beaucoup de plastifiants, qui contaminent tout ce qui se trouve dans le flux de recyclage et sont généralement très toxiques. Il libère également de l'acide chlorhydrique très rapidement avec un peu de chaleur."
Le plastique est généralement recyclé en le faisant fondre et en le reformant en matériaux de moindre qualité dans un processus appelé recyclage mécanique. Mais lorsque la chaleur est appliquée au PVC, l'un de ses principaux composants, appelé plastifiant, se détache très facilement du matériau, explique M. McNeil.
Ils peuvent alors se glisser dans d'autres plastiques dans le flux de recyclage. De plus, l'acide chlorhydrique se libère facilement du PVC avec la chaleur. Il peut corroder l'équipement de recyclage et provoquer des brûlures chimiques de la peau et des yeux, ce qui n'est pas idéal pour les travailleurs d'une usine de recyclage.
De plus, les phtalates - un plastifiant courant - sont des perturbateurs endocriniens hautement toxiques, ce qui signifie qu'ils peuvent interférer avec l'hormone thyroïdienne, les hormones de croissance et les hormones impliquées dans la reproduction chez les mammifères, y compris les humains.
Pour trouver un moyen de recycler le PVC sans recourir à la chaleur, Mme Fagnani a donc commencé à explorer l'électrochimie. En cours de route, elle et son équipe ont découvert que le plastifiant qui présente l'une des principales difficultés du recyclage pouvait être utilisé dans la méthode de décomposition du PVC. En fait, le plastifiant améliore l'efficacité de la méthode, et la méthode électrochimique résout le problème de l'acide chlorhydrique.
"Ce que nous avons constaté, c'est qu'il libère toujours de l'acide chlorhydrique, mais à un rythme beaucoup plus lent et plus contrôlé", a déclaré M. Fagnani.
Le PVC est un polymère dont le squelette est un hydrocarbure, explique M. Fagnani, composé de liaisons carbone-carbone simples. Un groupe de chlore est attaché à un groupe de carbone sur deux. Sous l'effet de la chaleur, l'acide chlorhydrique se détache rapidement, ce qui entraîne une double liaison carbone-carbone le long du squelette du polymère.
Mais l'équipe de recherche utilise plutôt l'électrochimie pour introduire un électron dans le système, ce qui lui confère une charge négative. La liaison carbone-chlorure est alors rompue et un ion chlorure chargé négativement apparaît. Comme les chercheurs utilisent l'électrochimie, ils peuvent mesurer la vitesse à laquelle les électrons sont introduits dans le système, ce qui contrôle la vitesse de production de l'acide chlorhydrique.
L'acide peut ensuite être utilisé par les industries comme réactif pour d'autres réactions chimiques. Les ions chlorure peuvent également être utilisés pour chlorer de petites molécules appelées arènes. Ces arènes peuvent être utilisées dans des composants pharmaceutiques et agricoles. Il reste du matériel provenant du polymère, pour lequel McNeil dit que le groupe est toujours à la recherche d'une utilisation. Selon M. Fagnani, cette étude montre comment les scientifiques pourraient envisager le recyclage chimique d'autres matériaux difficiles.
"Soyons stratégiques avec les additifs qui entrent dans la composition des plastiques. Pensons à la durée d'utilisation et à la fin de l'utilisation du point de vue des additifs", a déclaré M. Fagnani, qui est maintenant chercheur chez Ashland, une société spécialisée dans la fabrication d'additifs biodégradables spéciaux pour les biens de consommation tels que les détergents à lessive, les écrans solaires et les shampooings. "Les membres actuels du groupe essaient d'améliorer encore plus l'efficacité de ce processus".
Le laboratoire de M. McNeil s'est attaché à développer des moyens de recycler chimiquement différents types de plastiques. La décomposition des plastiques en leurs éléments constitutifs pourrait produire des matériaux non dégradés que l'industrie pourrait réintégrer dans la production.
"C'est un échec de l'humanité que d'avoir créé ces matériaux étonnants qui ont amélioré nos vies à bien des égards, mais en même temps d'être si myope que nous n'avons pas pensé à ce qu'il fallait faire avec les déchets", a déclaré McNeil. "Aux États-Unis, nous sommes toujours bloqués à un taux de recyclage de 9 %, et il ne s'agit que de quelques types de plastiques. Et même pour les plastiques que nous recyclons, cela conduit à des polymères de moins en moins bons. Nos bouteilles de boisson ne redeviennent jamais des bouteilles de boisson. Elles deviennent un textile ou un banc de parc, qui finissent ensuite dans une décharge."
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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