Les plastiques sont parmi les matériaux les plus utilisés, et ils sont des composants essentiels de toutes les technologies modernes. Jusque là, il n'a été possible de recycler ces matériaux précieux que dans une mesure limitée. Afin de proposer des solutions innovantes, des chimistes du groupe du professeur Stefan Mecking à l'université de Constance ont développé une méthode plus durable pour le recyclage chimique des plastiques de type polyéthylène. Les chercheurs utilisent des « points de rupture » ​​au niveau moléculaire pour désassembler le plastique en ses composants moléculaires.

La nouvelle méthode fonctionne sans températures extrêmement élevées, est donc plus économe en énergie et a un taux de récupération nettement plus élevé (environ 96 pour cent de la matière première) que les procédés établis. Ces résultats sont publiés le 17 février 2021 dans la revue scientifique La nature .

Recyclage mécanique vs recyclage chimique

« La réutilisation directe des plastiques est souvent entravée par le fait que, en pratique, le recyclage mécanique ne fonctionne que dans une mesure limitée, car les plastiques sont contaminés et mélangés avec des additifs, qui altère les propriétés des matériaux recyclés, ", explique Stefan Mecking.

Le « recyclage chimique » est une alternative :via un procédé chimique, le plastique usagé est décomposé en ses éléments constitutifs moléculaires, qui peut ensuite être converti en nouveau plastique.

Limites du recyclage chimique du polyéthylène

En particulier dans le cas du polyéthylène, le plastique le plus utilisé, le recyclage chimique est difficile. Au niveau moléculaire, les plastiques sont constitués de longues chaînes moléculaires. « Les chaînes polymères du polyéthylène sont très stables et ne se retournent pas facilement en petites molécules, " explique Stefan Mecking. Des températures supérieures à 600° Celsius sont nécessaires, rendant la procédure énergivore. À la fois, le taux de récupération est limité (dans certains cas, à moins de dix pour cent de la matière première).

Comment le recyclage chimique du polyéthylène peut être rendu plus durable

Stefan Mecking et son équipe présentent une méthode permettant un recyclage chimique plus économe en énergie des plastiques de type polyéthylène, couplé à un taux de récupération très élevé d'environ 96 pour cent des matières premières. Faire cela, les chimistes ont utilisé des "points de rupture" au niveau moléculaire permettant une déconstruction de la chaîne en blocs de construction moléculaires plus petits. "La clé de notre méthode sont les polymères avec une faible densité de points de rupture prédéterminés dans la chaîne du polyéthylène, de sorte que la structure cristalline et les propriétés du matériau ne soient pas compromises, ", explique Stefan Mecking, ajouter, « Ce type de matériau est également très adapté à l'impression 3D.

L'équipe de recherche de Mecking a démontré ce recyclage chimique sur des plastiques de type polyéthylène à base d'huile végétale. L'étape de recyclage nécessite des températures de seulement environ 120 degrés. Par ailleurs, les chimistes ont également appliqué cette méthode de recyclage sur des plastiques mélangés tels qu'ils se produisent dans les flux de déchets. Les propriétés des matériaux recyclés sont comparables à celles du matériau de départ. « La recyclabilité est un aspect important pour les futures technologies basées sur les plastiques. La réutilisation de ces matériaux de valeur aussi efficacement que possible est logique. Avec nos recherches, nous voulons contribuer à rendre le recyclage chimique des plastiques plus durable et efficace, " conclut Mecking.