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Des scientifiques de l’Institute for Cooperative Upcycling of Plastics (iCOUP), dirigé par le laboratoire Ames, ont découvert un procédé chimique qui permet d’obtenir, à partir de plastiques mis au rebut, des produits chimiques biodégradables et précieux, qui peuvent être utilisés comme tensioactifs et détergents dans toute une série d’applications. Ce procédé pourrait permettre de créer des cycles de vie plus durables et économiquement favorables pour les plastiques.

Des détergents et autres produits

Les chercheurs ont axé leurs travaux sur la déconstruction des polyoléfines, qui représentent plus de la moitié de tous les plastiques mis au rebut et comprennent presque tous les types de produits imaginables : jouets, emballages alimentaires, systèmes de canalisation, bouteilles d’eau, tissus, chaussures, voitures et meubles.
« Les plastiques, et en particulier les polyoléfines, sont des matériaux que l’on pourrait qualifier de trop réussis », a déclaré Aaron Sadow, directeur d’iCOUP. « Ils sont fantastiques – solides, légers, thermiquement stables, chimiquement résistants – pour toutes les applications pour lesquelles nous les utilisons, mais le problème vient quand nous n’en avons plus besoin. »
C’est la construction chimique des plastiques polyoléfines qui les rend si résistants et durables – de longues chaînes solides de liaisons carbone-carbone – qui les rend également difficiles à décomposer. En outre, les polyoléfines sont généralement dépourvues des groupes chimiques qui pourraient être ciblés dans les processus de déconstruction. De nombreux procédés qui existent pour recycler le plastique produisent des composants de moindre valeur et moins utilisables, ce qui rend la faisabilité économique du recyclage beaucoup moins attrayante.
Le nouveau procédé utilise ce que la science connaît déjà des étapes-clés de la polymérisation – l’assemblage de longs brins de polymère – mais en sens inverse, en brisant certaines des liaisons carbone-carbone des chaînes.

Des produits chimiques ou des matériaux

Une fois que quelques liaisons carbone-carbone sont rompues, les chaînes de polymères raccourcies se transfèrent à un groupe terminal en aluminium pour former des espèces réactives. Les catalyseurs et les réactions de ce nouveau procédé sont liés à ceux utilisés dans la polymérisation des alcènes, tirant parti d’une chimie catalytique bien comprise.
Enfin, les intermédiaires de cette nouvelle transformation sont facilement transformés en alcools gras ou en acides gras, ou utilisés dans d’autres formes de chimie de synthèse, pour créer des produits chimiques ou des matériaux qui sont précieux de toute une série de façons : comme détergents, émulsifiants, produits pharmaceutiques et cosmétiques. Comme le processus est contrôlé par un catalyseur, il est possible de cibler les longueurs de chaîne de produits souhaitables pour la synthèse.

Les produits sont biodégradables

Le plus intéressant dans ce procédé est que ses produits finaux sont biodégradables, contrairement aux matières premières du polyéthylène et du polypropylène. « Les acides gras et les alcools se biodégradent relativement vite dans l’environnement. Si ces sous-produits trouvent une nouvelle utilisation ailleurs, c’est merveilleux, mais ils ont aussi une fin de vie, ce qui signifie qu’ils ne s’accumuleront pas dans l’environnement comme le font les plastiques », a déclaré M.
Sadow.
Cette recherche a été publiée das Chem.
Source : Ames Laboratory
Crédit photo : Pexels