Des chercheurs découvrent un moyen plus intelligent de recycler le polyuréthane
Des chercheurs de l'université d'Aarhus ont trouvé une meilleure méthode pour recycler la mousse de polyuréthane
Le polyuréthane (PUR) est une matière plastique indispensable utilisée dans les matelas, l'isolation des réfrigérateurs et des bâtiments, les chaussures, les voitures, les avions, les pales d'éoliennes, les câbles et bien d'autres choses encore. Il pourrait être qualifié de matériau miracle s'il ne représentait pas également un fardeau pour l'environnement et le climat. La plupart des produits en PUR mis au rebut dans le monde finissent par être incinérés ou déposés dans des décharges.
Le graphique montre comment la nouvelle combinaison d'acidolyse et d'hydrolyse peut récupérer jusqu'à 82 % du poids du matériau d'origine de la mousse PUR souple - utilisée dans les matelas - sous la forme de deux fractions distinctes de diamines et de polyols. La diamine est représentée par la TDA (toluène diamine).
Thomas Balle Bech, Aarhus University
Cette situation est problématique car les principaux composants du matériau sont essentiellement extraits du pétrole fossile. Et il s'agit de quantités considérables. En 2022, le marché mondial du PUR a atteint près de 26 millions de tonnes, et les prévisions pour 2030 annoncent près de 31,3 millions de tonnes, dont environ 60 % de mousse sous diverses formes.
Cependant, il existe une petite industrie en pleine croissance qui décompose chimiquement (dépolymérisation) le PUR en ses principaux composants d'origine, le polyol et l'isocyanate, dans le but de les réutiliser comme matières premières dans de nouveaux produits en PUR.
Il reste cependant un long chemin à parcourir avant que leur production puisse réellement rivaliser avec les matériaux "vierges". Il est coûteux de séparer et de purifier les éléments souhaités.
Décomposition et séparation en une seule fois
C'est là qu'une équipe de chercheurs de l'université d'Aarhus intervient avec une idée intelligente. Elle s'inspire de la méthode déjà utilisée par les entreprises en question, à savoir la décomposition de la mousse PUR à l'aide d'un acide (acidolyse).
Mais les entreprises ne séparent pas le PUR décomposé en polyol et en isocyanate. Il en résulte un mélange qui ne peut être directement recyclé et qui oblige les clients à utiliser de nouvelles recettes.
Les chercheurs de l'UA sont non seulement capables de décomposer le PUR et de séparer les deux principaux composants, mais ils peuvent également le faire en une seule fois. Ils chauffent la mousse PUR flexible à 220°C dans un réacteur avec un peu d'acide succinique (voir encadré). Ensuite, ils utilisent un filtre qui retient un matériau et laisse passer l'autre.
Ce sont les polyols qui passent, et ce dans une qualité comparable à celle des polyols vierges, ce qui permet de les utiliser dans une nouvelle production de polyuréthane. La partie solide du mélange de produits qui est filtrée est transformée en une diamine par un simple processus d'hydrolyse, qui est utilisée dans la production d'isocyanates et donc de PUR.
De cette manière, les chercheurs sont en mesure de récupérer jusqu'à 82 % du poids du matériau d'origine de la mousse PUR souple - utilisée dans les matelas - sous la forme de deux fractions distinctes de diamines et de polyols. Les chercheurs ont récemment publié leurs résultats dans la revue scientifique Green Chemistry.
Un potentiel énorme pour l'industrie
"La méthode est facile à mettre à l'échelle", souligne l'un des auteurs de l'étude, Steffan Kvist Kristensen, professeur adjoint au Centre interdisciplinaire de nanosciences (iNANO) de l'université d'Aarhus.
Il voit un énorme potentiel de recyclage des déchets de mousse de polyuréthane dans les usines qui les utilisent comme matière première (slabstock) dans leur production.
"Mais la perspective de traiter également les déchets de mousse de polyuréthane provenant des consommateurs nécessite un développement plus poussé", ajoute-t-il.
... mais il reste encore un long chemin à parcourir vers une économie circulaire
Les fabricants de l'industrie du PUR utilisent chacun des formules uniques pour obtenir des propriétés spécifiques pour leurs produits.
Par conséquent, un certain nombre de défis doivent être relevés avant qu'une véritable économie du recyclage du polyuréthane puisse être réalisée :
- Tri des déchets
- Logistique
- Trier le PUR en différents types
La dépolymérisation n'est donc qu'une petite partie de la solution.
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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