Réversible, liaisons dicétoénamine covalentes dynamiques. Des liaisons dicétoénamine se forment spontanément à partir de tricétones et d'amines aromatiques et aliphatiques. Dans des conditions fortement acides dans l'eau, la liaison dicétoénamine s'hydrolyse en la tricétone et un sel d'ammonium. Crédit: Chimie de la nature (2019). DOI :10.1038/s41557-019-0249-2
Une équipe de chercheurs du Lawrence Berkeley National Laboratory a mis au point un moyen de fabriquer un type de plastique thermodurcissable recyclable. Dans leur article publié dans la revue Chimie de la nature , le groupe décrit la combinaison de deux types particuliers de monomères pour former un type commun de polymère pouvant être recyclé à l'aide d'un acide. Coralie Jehanno et Haritz Sardon de l'Université du Pays Basque UPV/EHU ont publié un article de News and Views décrivant le travail de l'équipe en Californie dans le même numéro de revue.
Les plastiques sont devenus un problème environnemental. Les entreprises les fabriquent et les utilisent dans une grande variété d'applications. D'autres entreprises et consommateurs utilisent les plastiques et les jettent ensuite. Mais parce qu'ils ne se dégradent pas très rapidement, ils s'accumulent dans les décharges et dans l'océan. Un polymère particulier, connu sous le nom de thermodurcissable, est particulièrement gênant car il est largement utilisé et ne se recycle pas facilement. Dans ce nouvel effort, les chercheurs rapportent un moyen de fabriquer un type de thermodurcissable qui peut être décomposé en ses composants à l'aide d'un acide, puis recyclé.
Pour trouver les bons ingrédients, les chercheurs ont recherché des monomères qu'ils pourraient utiliser dans un cycle en boucle fermée (dans lequel les éléments constitutifs des monomères sont récupérés) dans le cadre du recyclage. Ils ont finalement atterri sur les monomères amine et tricétone. Les chercheurs ont découvert qu'ils pouvaient les utiliser pour fabriquer un polymère thermodurcissable simplement en broyant les deux ensemble. D'autres travaux ont montré que si le polymère était trempé dans un acide fort pendant 12 heures, le réseau de liaison dicétoénamine libérerait ses liaisons, séparer les monomères. Prochain, ils ont découvert que les monomères pouvaient être séparés et collectés à l'aide d'une procédure simple sur le plan opérationnel, puis réutilisés pour fabriquer de nouveaux thermodurcissables de nature presque identique à l'original qu'ils avaient fabriqué.
Contrairement aux plastiques conventionnels, les monomères du plastique PDK pourraient être récupérés et libérés de tout additif composé simplement en plongeant le matériau dans une solution très acide. Crédit :Peter Christensen et al./Berkeley Lab
Les chercheurs ont ensuite testé leur technique dans des conditions avec d'autres matériaux dans le polymère résultant, comme la fibre de verre ou les retardateurs de flamme. Ils rapportent que de tels additifs n'ont pas empêché la récupération des monomères ou contaminé les nouveaux thermodurcissables qui en ont été fabriqués. Ils notent également que beaucoup plus de tests de leur technique sont nécessaires pour s'assurer que les thermodurcissables sont sûrs à utiliser et qu'ils ne créent pas d'autres problèmes environnementaux.
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