Le polymère recyclable "à l'infini", avec les propriétés que les plastiques, l'espoir d'y mettre fin

Polymère

Le monde est tombé amoureux des plastiques car ils sont bon marché, solides, légers et durables. Ces mêmes propriétés font des plastiques un ennemi de la terre, elles polluent notre planète par terre et par mer.

Des chimistes de l'Université d'État du Colorado ont annoncé dans la revue Science un autre grand pas en avant vers des matériaux durables et sans déchets qui pourraient un jour rivaliser avec les plastiques conventionnels. Dirigés par Eugene Chen, professeur au Département de chimie, ils ont découvert un polymère qui partage bon nombre des propriétés dont nous jouissons dans les plastiques, telles que la légèreté, la résistance à la chaleur, la résistance et la durabilité.

Mais le nouveau polymère, contrairement aux plastiques typiques à base de pétrole, peut être ramené à son état d'origine pour un recyclage chimique complet. Ceci peut être accompli sans l'utilisation de produits chimiques toxiques ou de procédures de laboratoire complexes.

Les polymères sont une large classe de matériaux caractérisés par de longues chaînes d'unités moléculaires répétées chimiquement liées appelées monomères. Les polymères synthétiques comprennent aujourd'hui les plastiques, ainsi que les fibres, les céramiques, les caoutchoucs, les revêtements et de nombreux autres produits commerciaux.

Le travail s'appuie sur une génération antérieure d'un polymère chimiquement recyclable que le laboratoire de Chen a introduit pour la première fois en 2015. La fabrication de l'ancienne version nécessitait des conditions de froid extrême qui auraient limité son potentiel industriel. Le polymère ci-dessus avait également une faible résistance à la chaleur et un faible poids moléculaire et, bien que similaire au plastique, était relativement mou.

Mais les connaissances fondamentales tirées de cette étude étaient cruciales, a déclaré Chen. Cela a conduit à un principe de conception pour le développement de nouveaux polymères qui ne sont pas seulement chimiquement recyclables, mais qui ont également des propriétés équivalentes au plastique conventionnel.

La nouvelle structure nettement améliorée résout les problèmes du matériau de première génération. Le monomère peut être convenablement polymérisé dans des conditions industriellement réalistes et respectueuses de l'environnement: sans solvant, à température ambiante, en quelques minutes seulement et avec seulement une petite quantité de catalyseur. Le matériau résultant a un poids moléculaire élevé, une stabilité thermique et une cristallinité, et des propriétés mécaniques très similaires à celles d'un plastique. Plus important encore, le polymère peut être recyclé à son état monomère d'origine, en utilisant un catalyseur. Sans avoir besoin d'une purification supplémentaire, le monomère peut être repolymérisé, établissant ainsi ce que Chen appelle un cycle de vie circulaire des matériaux.

" Les polymères peuvent être recyclés chimiquement et réutilisés, en principe, à l'infini", a déclaré Chen.

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Chen souligne que la nouvelle technologie des polymères n'a été démontrée qu'à l'échelle du laboratoire. Il reste encore beaucoup à faire pour perfectionner les procédés de production de monomères et de polymères en instance de brevet que lui et ses collègues ont inventés.

Avec l'aide d'une subvention initiale de CSU Ventures, les chimistes optimisent leur processus de synthèse de monomères et développent de nouvelles techniques plus rentables pour les monomères. Ils travaillent également sur des problèmes d'évolutivité dans leur configuration de recyclage des monomères, polymères et monomères, tout en étudiant de nouvelles structures chimiques pour des matières recyclables encore meilleures.

" Ce serait un rêve de voir cette technologie de polymère chimiquement recyclable arriver sur le marché", a déclaré Chen.

Bien que des solutions soient recherchées pour minimiser l'impact du plastique, comme le ver mangeur de plastique ou le champignon d'une décharge pakistanaise capable de manger du plastique, la solution définitive à long terme ne devrait certainement pas être de contrer les effets négatifs du plastique. pour notre planète, mais chercher des alternatives comme celle dont nous parlons aujourd'hui, qui ne la détruisent pas.

Via: Université d'État du Colorado.

Plus d'informations:

J.-B. Zhu el al., «Un système polymère synthétique avec une recyclabilité répétable», Science (2018). science.sciencemag.org/cgi/doi… 1126 / science.aar5498

H. Sardon et al., «Le recyclage des plastiques avec une différence», Science (2018). science.sciencemag.org/cgi/doi… 1126 / science.aat4997 - //phys.org/news/2018-04-infinately-recyclable-polymer-properties-plastics.html#jCp

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