Recyclage du polystyrène
Récupération de composants chimiques précieux à partir de déchets de polystyrène
Le polystyrène, principal matériau de la vaisselle en plastique et des matériaux isolants, est un polymère largement utilisé mais actuellement difficile à recycler. Dans la revue Angewandte Chemie, une équipe de chercheurs américains a mis au point une approche thermochimique qui permet de récupérer des substances chimiques précieuses à partir des déchets de polystyrène dans le cadre d'un processus simple en deux étapes. Cette nouvelle approche pourrait permettre le recyclage des matériaux d'isolation et d'emballage pour une économie des Plastiques véritablement circulaire.
© Wiley-VCH
Le nouveau procédé "Degradation Upcycling" (Deg-Up en abrégé) permet de produire un large éventail de produits chimiques aromatiques de grande valeur à partir de déchets de polystyrène, comme l'expliquent Guoliang Liu et ses coauteurs de Virginia Tech à Blacksburg, aux États-Unis. Le processus implique une cascade en deux étapes : dans un premier temps, le polystyrène est décomposé pour donner du benzène comme principal produit de dégradation, et dans un second temps, ce produit benzénique est modifié chimiquement dans le même réacteur. Le processus donne lieu à des dérivés du benzène, qui couvrent de nombreuses substances importantes pour les industries cosmétiques et pharmaceutiques.
Les méthodes de décomposition du polystyrène en benzène nécessitent généralement des catalyseurs coûteux, consomment beaucoup d'énergie ou produisent un mélange complexe de produits. La nouvelle méthode thermochimique de Liu et de ses collègues utilise des catalyseurs peu coûteux à base de chlorure d'aluminium et peut être réalisée dans des réacteurs à une température modérée de 80 °C (environ 180 °F). Un autre avantage de leur méthode est l'utilisation intelligente du solvant, le benzène. "Seule la quantité de benzène récupérée du polymère est convertie en produit chimique souhaité. Le solvant non utilisé peut être recyclé pour traiter davantage de polymère", explique M. Liu.
Comme preuve de concept, l'équipe a dissous différents types de déchets de polystyrène, tels que des cacahuètes d'emballage et des ustensiles en plastique, dans du benzène, et a chauffé le mélange dans un réacteur à l'abri de l'air avec du chlorure d'aluminium comme seul réactif. Le produit liquide, composé principalement de benzène, pourrait être utilisé directement pour obtenir les produits chimiques à valeur ajoutée souhaités avec un rendement élevé et une grande sélectivité.
Par exemple, en ajoutant le réactif chlorure d'acétyle, l'équipe a obtenu de l'acétophénone, un produit chimique important dans les industries cosmétiques et pharmaceutiques. En ajoutant le réactif apparenté, le chlorure d'oxalyle, l'équipe a obtenu de la benzophénone, un ingrédient courant dans les produits de protection solaire et les additifs plastiques. En outre, des aromatiques contenant du soufre, dont certains sont utilisés comme solvants à haut rendement dans l'industrie des polymères, ont été produits avec un haut degré de sélectivité à partir de déchets de polystyrène.
L'objectif de cette nouvelle méthode d'upcycling chimique est de recycler de grands volumes de déchets de polystyrène en produits chimiques à valeur ajoutée pour d'autres processus industriels. De faible densité, les matériaux isolants en polystyrène ne se prêtent pas au recyclage mécanique, c'est-à-dire au processus de tri, de déchiquetage et de transport des matériaux en vue de la fabrication rentable de nouveaux produits. Le procédé Deg-Up décrit ici, en revanche, est robuste, tolérant à la contamination et convient comme plate-forme pour le recyclage chimique de déchets de polystyrène de grand volume.
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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