Les acryliques sont une famille incroyablement diversifiée et utile de produits chimiques utilisés dans toutes sortes de produits, des couches au vernis à ongles. Maintenant, une équipe de chercheurs d'UConn et d'ExxonMobil décrit un nouveau processus de fabrication. La nouvelle méthode augmenterait l'efficacité énergétique et réduirait les sous-produits toxiques, ils rapportent dans le numéro du 8 février de Communication Nature .

Le marché mondial de l'acide acrylique est énorme. Le monde en a utilisé près de 5 millions de tonnes métriques en 2013, selon le groupe industriel PetroChemicals Europe. Et pas étonnant, pour les acryliques et les acrylates étroitement liés sont les éléments constitutifs de nombreux types de plastiques, colles, textile, colorants, des peintures, et papiers. Enfilés dans de longues chaînes, ils peuvent fabriquer toutes sortes de matériaux utiles. Acrylate mélangé à de l'hydroxyde de sodium, par exemple, fait un matériau super absorbant utilisé dans les couches. Ajouter des groupes méthyle supplémentaires (carbone plus trois hydrogènes), et l'acrylate fait du plexiglas.

Les procédés industriels actuels de fabrication des acryliques nécessitent des températures élevées proches de 450 F, et produire des sous-produits indésirables et parfois nocifs, comme l'éthylène, gaz carbonique, et le cyanure d'hydrogène.

le chimiste de l'UConn Steve Suib, directeur de l'Institut universitaire des sciences des matériaux, et des collègues d'UConn et d'ExxonMobil ont conçu une nouvelle façon de fabriquer des acryliques à des températures douces. Leur technique peut être affinée pour éviter de produire des produits chimiques indésirables.

"Les scientifiques d'ExxonMobil Research &Engineering en partenariat avec le groupe du professeur Suib à UConn ont testé de nouvelles technologies qui peuvent réduire l'intensité énergétique, sauter des étapes, améliorer l'efficacité énergétique, et réduire l'empreinte CO2 dans le processus de production des acryliques, " dit Partha Nandi, un chimiste chez ExxonMobil. « La récente publication dans Communication Nature décrit la découverte d'une nouvelle voie pour produire une classe de dérivés d'acrylate en potentiellement moins d'étapes et avec moins d'énergie."

La technique utilise un catalyseur poreux composé de manganèse et d'oxygène. Les catalyseurs sont des matériaux utilisés pour accélérer les réactions. Souvent, ils fournissent une surface sur laquelle les molécules peuvent s'asseoir pendant qu'elles réagissent les unes avec les autres, en les aidant à se retrouver dans les bonnes configurations pour passer à l'acte. Dans ce cas, les pores remplissent ce rôle. Les pores ont une largeur de 20 à 500 Angströms, assez gros pour que des molécules assez grosses s'y glissent. Les atomes de manganèse dans le matériau peuvent échanger leurs électrons avec les oxygènes proches, ce qui facilite la réalisation des bonnes réactions chimiques. Selon les ingrédients de départ, le catalyseur peut faciliter toutes sortes d'acryliques et d'acrylates, avec très peu de déchets, dit Suib.

"Nous espérons que cela pourra être étendu, " dit-il. " Nous voulons maximiser le rendement, minimiser la température, et faire un catalyseur encore plus actif, " cela accélérera la réaction. Le groupe a également découvert que l'ajout d'un peu de lithium aidait à accélérer les choses, trop. Ils étudient actuellement le rôle exact du lithium, et expérimenter des moyens d'améliorer le catalyseur au manganèse et à l'oxygène.