Les déchets de polyuréthane s'accumulent dans les décharges, mais les scientifiques ont une solution possible :ils ont développé une méthode pour rendre le polyuréthane dégradable. Une fois la durée de vie utile du produit d'origine terminée, le polymère peut facilement être dissous dans des ingrédients pour fabriquer de nouveaux produits tels que la superglue. Ces polyuréthanes pourraient également être utilisés dans des capsules microscopiques qui s'ouvrent pour libérer des cargaisons telles que des biocides.

Les chercheurs présenteront leurs résultats aujourd'hui lors de la réunion et exposition nationale de l'American Chemical Society (ACS) à l'automne 2019.

« Des millions de tonnes de polyuréthanes sont produites chaque jour, et ils sont largement utilisés dans les mousses, plastiques, baskets, isolation et autres produits, " dit Éphraïm Morado, un doctorant qui présente le travail lors de la réunion. "Mais quand les gens ont fini de les utiliser, ces matériaux sont généralement jetés. » Les déchets de polyuréthane finissent dans les décharges, ou il est incinéré, qui nécessite beaucoup d'énergie et génère des sous-produits toxiques, note-t-il. "Comme alternative, nous voulons développer la prochaine génération de polyuréthane qui peut se dégrader facilement et être retraité en un nouveau matériau qui pourra ensuite être commercialisé, tels que des adhésifs ou de la peinture, " il dit.

Bien sûr, Morado n'est pas le seul à chercher des moyens de réutiliser les polymères. "Beaucoup de gens intéressés par le recyclage essaient de fabriquer des polymères qui se décomposeront en leurs matériaux de départ d'origine, puis reconstitueront le même polymère, " dit Steven Zimmerman, Doctorat., le chercheur principal du projet. « Nous prenons une approche très différente, approche intermédiaire, quelle industrie serait plus intéressée à poursuivre à court terme parce que ce serait plus facile et moins cher, " ajoute Zimmerman, dont le laboratoire est basé à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign. "Nous essayons de décomposer nos polymères en d'autres matières premières qui sont familières à l'industrie."

La principale différence entre le polyuréthane standard et la version de Morado est l'incorporation d'un hydroxyacétal comme l'un des monomères, aux côtés des monomères traditionnels. L'équipe de Zimmerman avait d'abord utilisé un acétal spécial contenant de l'iode pour fabriquer des polymères dégradables et des gels de polyacrylamide. Dans ce travail antérieur, le polymère pourrait être dissous dans de l'eau légèrement acide.

Morado a inventé un nouveau type d'acétal à incorporer dans son polyuréthane non conventionnel afin de pouvoir dissoudre le polymère en l'absence d'eau. Après des mois d'enquête, il a découvert qu'une solution d'acide trichloracétique dans du dichlorométhane, un solvant organique, pourrait dissoudre le polyuréthane à température ambiante en seulement trois heures. Cela contraste avec les conditions plus difficiles de la méthode d'incinération typique, qui nécessite plus de 1, 400 F pour éviter la formation de gaz toxiques. Contrairement à l'eau, le dichlorométhane fait gonfler le matériau. Cette expansion permet à l'acide d'atteindre le squelette des chaînes moléculaires du polyuréthane, qu'il peut casser aux endroits où se trouvent les groupes acétal. La dégradation libère des monomères d'alcool qui peuvent ensuite être utilisés pour fabriquer de nouveaux produits tels que des adhésifs dont les performances rivalisent avec la superglue.

Morado a créé d'autres polyuréthanes contenant de l'acétal qui peuvent être déclenchés pour se dégrader lorsqu'ils sont exposés à la lumière. Il a utilisé ces matériaux pour fabriquer des microcapsules pouvant contenir des herbicides ou même des biocides pour tuer les balanes et autres créatures qui collent aux coques des navires. Lui et Zimmerman développent également des adhésifs qui se dissolvent lorsqu'ils sont traités avec quelques gouttes d'acide dans un solvant dichlorométhane. Une application potentielle est sur les circuits imprimés, où une puce qui avait été solidement collée à la carte pouvait être remplacée par une puce de remplacement si la puce d'origine avait échoué.

En outre, l'équipe travaille sur des polyuréthanes qui peuvent se dégrader dans des conditions encore plus douces, comme l'exposition au vinaigre. Cela serait particulièrement utile pour, dire, sutures dégradables ou applications ménagères telles que des cintres amovibles.