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Un groupe de plastiques recyclables récemment découvert semble être une alternative prometteuse au plastique dur qui est difficile à recycler. Cependant, nous ne voyons pas encore ces soi-disant vitrimères utilisés dans les produits parce qu’ils sont difficiles à transformer.

Les vitrimères sont plus respectueux de l’environnement

Mais des chercheurs de l’Université de technologie d’Eindhoven ont découvert que la transformabilité de cette nouvelle forme de plastique était influencée non seulement par la température mais aussi par la densité. Ces nouvelles connaissances devraient, entre autres, mener à des tableaux de bord recyclables pour l’industrie automobile.
Le plastique est connu pour être difficile à recycler et donc très peu respectueux de l’environnement. Cependant, il s’agit principalement de ce que l’on appelle les plastiques durs, ou thermodurcissables, comme les boules de billard ou le tableau de bord d’une voiture. Un autre groupe de plastiques, les thermoplastiques, que l’industrie utilise pour fabriquer des feuilles, des tasses à café ou des jouets, est très facile à recycler mais malheureusement aussi beaucoup moins résistant.
En 2011, un nouveau groupe de plastiques a été développé, les vitrimères, qui sont aussi solides que les plastiques durs et recyclables. En 2015, le découvreur de ce matériau a été proclamé inventeur européen par l’Office européen des brevets (OEB). Mais aussi prometteurs soient-ils, les polymères vitrimiques sont encore loin d’une application commerciale. Pour en arriver là, les fabricants doivent savoir comment donner à ce matériau les propriétés souhaitées pour qu’il puisse être utilisé dans les produits. Cependant les scientifiques sont encore largement dans l’ignorance quant à la façon dont ce matériau fonctionne exactement.

Un modèle informatique explique les caractéristiques de base

Deux chercheurs présentent maintenant un modèle informatique qui montre comment la température et la densité affectent les polymères vitrimiques. « Maintenant que nous avons une meilleure compréhension de la composition physique de ce matériau, nous espérons produire de vrais plastiques recyclables pour l’industrie dans un projet de suivi. »
Leur modèle montre que la fragilité des vitrimères est déterminante pour leur façonnabilité en usine. « La fragilité est la vitesse à laquelle une matière passe d’un état solide à un état liquide (fusion) et vice-versa (solidification). Plus la valeur de la fragilité est faible, plus le plastique est facile à traiter et donc plus un matériau peut être recyclé. »
En plus de comprendre et de prédire l’influence de cette fragilité, des chercheurs ont même réussi à régler la fragilité du plastique. Il semble que la fragilité puisse être modifiée en ajustant la densité de ce matériau. Ainsi, à l’avenir, le fabricant sera en mesure de définir exactement le comportement souhaité.
« Ce qui est intéressant à propos des polymères vitrimiques, c’est qu’ils ont beaucoup de connexions, mais lorsqu’ils sont chauffés, ces connexions peuvent basculer entre différents brins. À température ambiante, ces vitrimères se comportent donc aussi bien que les thermodurcissables. Mais lorsqu’ils sont chauffés, ils se comportent comme des thermoplastiques facilement déformables, donc lorsqu’ils sont fondus, ces plastiques conservent leur qualité. », explique un chercheur impliqué dans ce projet.

Le projet VITRIMAT 

Les connaissances issues de cette recherche servent de base théorique au projet VITRIMAT du Réseau international de formation Horizon 2020, qui débutera en janvier. Dans le cadre de ce projet, TU/e travaillera avec huit partenaires internationaux à l’application pratique des polymères vitrimiques. L’un des objectifs est de concevoir des tableaux de bord recyclables pour l’industrie automobile.
Cette recherche a été publiée dans PNAS.
Source : Eindhoven University of Technology
Crédit photo : Pixabay

Un pas de plus vers du plastique recyclablemartinChimie
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