Le bioplastique PEF pourrait résoudre certains des problèmes causés par le PET. Le processus de production long et énergivore a jusqu'à présent empêché la production de masse. Les chercheurs de l'ETH Zurich ont maintenant développé une méthode qui pourrait enfin rendre le PEF commercialisable.

Le problème du plastique est sur toutes les lèvres. Chaque année, quelque 50 millions de tonnes de polyéthylène téréphtalate (PET) sont produites à elles seules, et la tendance est à la hausse. Étant donné que le recyclage est généralement coûteux et technologiquement difficile à mettre en œuvre, une grande partie des déchets plastiques finissent dans les océans ou sont incinérés, provoquant des émissions massives de CO2. L'utilisation de pétrole brut dans la production est également problématique. Cependant, aucun d'entre nous ne peut se passer entièrement de plastique.

« Les polymères et les plastiques sont des matériaux très utiles qui permettent en premier lieu un large éventail d'applications quotidiennes. Des voitures plus légères, smartphone, les vêtements modernes et de nombreux dispositifs médicaux n'existeraient pas si nous n'avions pas inventé les polymères, " dit Jan-Georg Rosenboom, un doctorat frais. diplômé dans le groupe de recherche du professeur de l'ETH Massimo Morbidelli au Département de chimie et de biosciences appliquées. "La question est de savoir comment réduire l'impact environnemental négatif du plastique tout en maintenant ses avantages pour notre société."

Meilleures propriétés des matériaux

Une réponse pourrait être les polymères biosourcés, dits bioplastiques. Ceux-ci ont des propriétés très similaires aux plastiques conventionnels, mais sont fabriqués à partir de matières premières végétales au lieu de pétrole brut. Certains bioplastiques sont également biodégradables et permettent un meilleur compostage.

Le groupe de Massimo Morbidelli étudie un bioplastique prometteur appelé furanoate de polyéthylène (PEF). Le PEF est chimiquement très similaire au PET, mais se compose à 100 % de matières premières renouvelables telles que les déchets forestiers et agricoles. bouteilles PEF, par exemple, nécessitent moins de matériel, sont plus légers et plus stables que leurs concurrents en PET et prolongent la durée de vie des boissons. Bien que le PEF ne soit pas biodégradable, il peut être incinéré de manière écologique en plus du recyclage, car aucune émission de CO2 supplémentaire n'est produite.

Le fait que PEF n'ait pas encore réussi à s'imposer sur le marché est principalement dû à sa production gourmande en temps et en énergie. Les doctorants de l'ETH Jan-Georg Rosenboom et Peter Fleckenstein, avec le professeur de l'ETH Giuseppe Storti, ont maintenant développé une méthode qui pourrait permettre la percée commerciale du PEF. Hier, les résultats de leurs recherches ont été publiés dans la revue Communication Nature .

Production économe en énergie et rapide

« Notre méthode permet de réduire le temps de production de plusieurs jours à quelques heures. De plus, la décoloration du produit final peut être évitée contrairement aux processus précédents, " dit Jan-Georg Rosenboom et explique :" Au lieu de faire réagir les chaînes polymères habituelles " en forme de corde " avec deux extrémités, nous attachons d'abord des anneaux de ce dernier, qui n'ont donc plus de fin. Ces anneaux peuvent ensuite être polymérisés en PEF beaucoup plus rapidement et de manière contrôlée. En effet, aucun sous-produit chimique n'est produit et doit être éliminé, lorsque les anneaux sont ouverts et connectés pour former la longue "corde polymère" finale. La réaction très rapide en quelques minutes permet d'obtenir des produits PEF dont les propriétés matérielles sont supérieures au PET et réduit les besoins en énergie. »

En outre, la méthode d'ouverture des bagues permet un réglage précis de la qualité du produit, ce qui n'était pas possible avec le processus de production précédent. Ainsi, la nouvelle méthode pourrait également être intéressante pour la production d'autres types de plastiques et de bioplastiques. En raison de ses bonnes propriétés matérielles, le PEF pourrait éventuellement aussi remplacer les matériaux multicouches difficiles à recycler.

Actuellement, les scientifiques travaillent avec Sulzer pour étudier comment le nouveau processus pourrait être mis en œuvre dans la production industrielle de masse. Malgré les nombreux avantages offerts par PEF, il ne peut pas résoudre à lui seul tous les problèmes existants, dit Rosenboom, soulignant:"L'éducation et une meilleure sensibilisation à la manière de manipuler les plastiques continueront d'être cruciales pour arrêter la pollution croissante de l'environnement. Cependant, les progrès des technologies de fabrication et de recyclage faciliteront la transition vers une société durable".