Polymères "cheval de Troie" pour une économie circulaire
Nouvelle stratégie pour les polyoléfines recyclables
Il est difficile d'imaginer notre vie quotidienne sans les Plastiques fabriqués à partir de polyoléfines. Malheureusement, les méthodes pratiques de recyclage des polyoléfines font défaut. Dans la revue Angewandte Chemie, une équipe de chercheurs vient de présenter une nouvelle approche pour la fabrication de nouvelles polyoléfines qui peuvent être chimiquement déconstruites et re-polymérisées sans perte de qualité. Le secret de cette méthode réside dans les doubles liaisons masquées introduites dans la chaîne polymère au moyen d'un groupe fonctionnel dit "cheval de Troie" dans la chaîne polymère.
© Wiley-VCH
Les polyoléfines sont des matières plastiques stables, légères, polyvalentes et bon marché, composées de très longues chaînes d'hydrocarbures. Leur grande stabilité et leur durabilité présentent toutefois un inconvénient : après utilisation, les polyoléfines sont extrêmement persistantes dans l'environnement. Le recyclage mécanique permet d'obtenir des produits aux propriétés inférieures. La grande stabilité chimique des polyoléfines empêche également la dépolymérisation chimique pour récupérer les monomères.
Il serait plus durable d'avoir une économie circulaire basée sur des polyoléfines alternatives, chimiquement recyclables, qui pourraient être désassemblées en fragments plus petits, purifiées et polymérisées à nouveau. Ces fragments plus petits sont également plus susceptibles d'être biodégradables s'ils pénètrent accidentellement dans l'environnement. Contrairement aux polyoléfines conventionnelles, ces chaînes de polymères devraient contenir des groupes fonctionnels clivables. Une équipe dirigée par Geoffrey W. Coates de l'université Cornell (Ithaca, NY, États-Unis) vient de faire un pas de plus dans cette direction. Leur nouvelle approche est basée sur un petit nombre de liaisons insaturées qui sont intégrées dans les chaînes de polyoléfines à l'aide d'un groupe protecteur "cheval de Troie".
Pour ce faire, l'équipe polymérise l'éthylène en polyéthylène en présence d'un comonomère cyclique spécial (oxa-norbornadiène). En chauffant le copolymère, le cheval de Troie "s'ouvre" ; les anneaux sont alors clivés par une réaction rétro Diels-Alder, laissant derrière eux une double liaison dans la chaîne polymère. La distance entre les doubles liaisons dans le squelette du polymère peut être contrôlée en faisant varier la quantité de comonomère dans l'alimentation.
Dans une réaction connue sous le nom de métathèse croisée des oléfines, les chaînes sont séparées au niveau des doubles liaisons et attachées à une autre molécule (l'acrylate de 2-hydroxyéthyle), formant des chaînes plus petites avec des groupes réactifs aux extrémités. Ces macromonomères sont ensuite réassemblés pour former du PE avec de faibles quantités de liaisons ester.
Grâce à cette méthode, l'équipe a pu produire des polymères dont les propriétés thermiques et mécaniques correspondent à celles du polyéthylène haute densité (PEHD), un plastique très important et largement utilisé. Contrairement au PEHD, le nouveau matériau présente des liaisons ester le long du squelette du polymère. Lors du recyclage, les chaînes de polymères peuvent être divisées chimiquement au niveau des liaisons ester pour régénérer les macromonomères d'origine. Après purification, ceux-ci peuvent être repolymérisés sans perte de qualité.
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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