Un groupe de plastiques recyclables récemment découvert semble être une alternative prometteuse au plastique dur difficile à recycler. Cependant, nous ne voyons pas encore ces soi-disant vitrimères utilisés dans les produits car ils sont difficiles à transformer. Des chercheurs de l'Université de technologie d'Eindhoven ont découvert que l'aptitude au traitement de cette nouvelle forme de plastique est influencée non seulement par la température mais aussi par la densité. De telles idées devraient conduire, entre autres, aux tableaux de bord recyclables pour l'industrie automobile. Ces résultats ont été publiés hier dans la revue PNAS .

Le plastique est connu pour être difficile à recycler et donc très peu respectueux de l'environnement. Cependant, cela concerne principalement les plastiques dits durs, ou thermodurcissables, comme des boules de billard ou le tableau de bord de votre voiture. Un autre groupe de plastiques, thermoplastiques, que l'industrie utilise pour fabriquer du papier d'aluminium, tasses à café ou jouets, est très facile à recycler mais malheureusement aussi beaucoup moins solide. En 2011, un nouveau groupe de plastiques a été développé, les soi-disant vitrimères, qui sont aussi solides que les plastiques durs et sont recyclables. En 2015, le découvreur du matériau a été proclamé inventeur européen par l'Office européen des brevets (OEB).

Matériel mystérieux

Peu importe combien prometteur, les polymères vitrimériques sont encore loin d'une application commerciale. Pour arriver à ce stade, les fabricants doivent savoir comment donner au matériau les propriétés souhaitées pour qu'il puisse être utilisé dans des produits. Scientifiques, cependant, sont encore en grande partie dans l'ignorance du fonctionnement exact du matériau.

Physicien TU/e ​​Liesbeth Janssen, doctorat L'étudiante Simone Ciarella et l'étudiant BSc Rutger Biezemans présentent maintenant un modèle informatique qui montre comment la température et la densité affectent les polymères vitrimériques. Janssen : « Maintenant que nous avons une meilleure compréhension de la composition physique du matériau, nous espérons produire de véritables plastiques recyclables pour l'industrie dans un projet de suivi. »

La fragilité détermine la recyclabilité

Leur modèle montre que la fragilité des vitrimères est déterminante pour leur transformabilité en usine. Ciarella :« La fragilité est la vitesse à laquelle un matériau passe d'un solide à un liquide (fusion) et vice versa (solidification). Plus la valeur de fragilité est faible, plus le plastique est facile à traiter et donc mieux le matériau peut être recyclé."

En plus de comprendre et de prédire quel type d'influence cette fragilité a, Liesbeth Janssen et ses collègues ont même réussi à régler la fragilité du plastique. Il apparaît que la fragilité peut être modifiée en ajustant la densité du matériau. De cette façon, à l'avenir, le fabricant pourra définir exactement le comportement souhaité.

Ouverture et fermeture des connexions

Pour expliquer l'effet, nous devons zoomer sur les propriétés physiques des trois types de plastiques. Les plastiques sont constitués de très longs brins, aussi appelés polymères. Les thermodurcissables sont si forts en raison des nombreuses connexions entre ces brins. Et cela explique immédiatement la faible recyclabilité. Le chauffage provoque la rupture irréversible de ces connexions. Les thermoplastiques n'ont pas de connexions, et se déforment donc facilement en augmentant la température. Mais cela les rend aussi moins forts.

Ciarella :« Ce qui est intéressant avec les polymères vitrimériques, c'est qu'ils ont beaucoup de connexions, mais lorsqu'elles sont chauffées, ces connexions peuvent basculer entre différents brins. À température ambiante, ces vitrimères se comportent donc aussi fortement que les thermodurcissables. Mais lorsqu'il est chauffé, ils se comportent comme des thermoplastiques facilement déformables, Ainsi, une fois fondus, ces plastiques conservent leur qualité."