Si une surface doit être protégée contre la corrosion, dans 80 pour cent des cas, cela se fait en l'enduisant de peintures ou de vernis. Ce faisant, la proportion de biosourcé, solutions respectueuses de l'environnement est extrêmement faible. Chercheurs de l'Institut Fraunhofer pour la recherche appliquée sur les polymères IAP, en coopération avec l'Institut Fraunhofer d'ingénierie de fabrication et d'automatisation IPA, cherchent à combler cet écart et développent un revêtement économique à base de matières premières renouvelables. La recherche se concentre sur la fécule de pomme de terre.

Changement climatique, des ressources limitées, les charges croissantes sur l'environnement signifient que de plus en plus d'industries se concentrent sur une production durable. Et c'est également le cas dans la production de revêtements tels que les peintures et les vernis. Rien qu'en Allemagne, 100, 000 tonnes de matériaux de revêtement de protection contre la corrosion sont produites chaque année. Cependant, autrefois, les peintures et vernis avec des liants biosourcés ou des agents filmogènes étaient généralement trop chers ou ne pouvaient pas répondre aux exigences. Mais grâce à l'utilisation d'amidon modifié, les scientifiques de l'IAP Fraunhofer ont trouvé un moyen qui, même dans ce domaine, permet des solutions durables et rentables. "Jusqu'à maintenant, les domaines industriels traditionnels d'application de l'amidon ont été les industries du papier/carton ondulé et des adhésifs, " dit Christine Gabriel, un scientifique de l'IAP Fraunhofer à Potsdam-Golm. « Dans le domaine des peintures et vernis en revanche, l'amidon n'était généralement utilisé que comme additif. Avec de l'amidon comme composant principal d'une dispersion à base d'eau, nous avons maintenant des résultats d'adhérence très prometteurs. par exemple l'aluminium, qui peut être utilisé, par exemple. pour portes coupe-feu, boîtiers d'ordinateurs ou cadres de fenêtres.

De la fécule de pomme de terre au filmogène

L'utilisation de l'amidon comme composant principal des peintures et vernis a posé divers défis aux experts de Fraunhofer. « Les filmogènes doivent remplir plusieurs tâches. Ils doivent former un film continu, qui adhère bien au matériau du substrat, est compatible avec les couches et additifs supplémentaires et peut également incorporer des pigments et des charges, " explique Christina Gabriel. " Dans sa forme naturelle, cependant, l'amidon présente plusieurs propriétés, qui font obstacle à son utilisation en tant que filmogène. Par exemple, il n'est pas soluble dans l'eau froide et ne forme pas non plus de façon continue, films non cassants. Nous avons donc dû modifier l'amidon pour l'adapter aux besoins, comme malgré tous les défis, comme matière première renouvelable et rentable, l'amidon est d'un grand intérêt pour de nombreux secteurs.

La solution des scientifiques de Potsdam implique une première étape de dégradation de l'amidon afin d'améliorer sa solubilité dans l'eau et la teneur en solides de l'amidon dans l'eau associée par la suite, ainsi que sa capacité à former un film. Cependant, afin de produire un matériau de revêtement à base d'amidon, ce qui est comparable à un revêtement conventionnel, ce n'est pas encore suffisant, car bien que le filmogène doive initialement être soluble ou dispersible dans l'eau, le revêtement ne doit plus ensuite se dissoudre dans l'eau.

L'amidon doit donc être modifié davantage. Cela se fait au moyen d'un processus chimique connu sous le nom d'estérification. Les esters d'amidon résultants sont dispersibles dans l'eau, forment des films continus et ont de très bonnes propriétés adhésives sur les surfaces en verre et en aluminium. En coopération avec l'IPA Fraunhofer, l'amidon estérifié est alors « réticulé » grâce à quoi la sensibilité de l'enrobage à l'eau est encore réduite.

Les tests de stabilité pour vérifier la stabilité à long terme sont ensuite également effectués à l'IPA Fraunhofer. Dans les épreuves, les matériaux revêtus sont exposés à des cycles de température changeant rapidement sous une forme comprimée dans le temps pour simuler le changement du jour à la nuit et le cours des saisons. En outre, les objets de test sont exposés à de l'eau enrichie en électrolytes afin de voir comment le revêtement réagit à l'eau et sa résistance dans des conditions extrêmes.

Alternative aux filmogènes à base de pétrole

A l'étape suivante, la résistance à la corrosion et l'adhérence de l'amidon modifié sur différents substrats métalliques est examinée. De nouvelles "recettes" sont également testées, qui visent à optimiser encore plus les propriétés du revêtement. "Outre l'aluminium déjà testé, deux autres métaux importants, acier et acier galvanisé, sont à tester" précise Gabriel. "Nos investigations montrent qu'avec sa bonne formation de film et ses très bonnes propriétés d'adhérence sur divers substrats, les esters d'amidon ont le potentiel d'être de futures alternatives aux agents filmogènes à base de pétrole dans l'industrie des revêtements. »