Figure 1 :Système de recyclage de résine époxy avec solution peptidique. Crédit :Institut national des sciences des matériaux
La résine époxy est un type de résine thermodurcissable couramment utilisé dans la colle, peinture et matériaux composites. Le NIMS et l'ISMA ont développé un nouveau système de recyclage des plastiques thermodurcissables capable de décomposer facilement les résines époxy dans une solution aqueuse d'un peptide d'origine naturelle. L'utilisation de ce système peut favoriser la réutilisation et le recyclage des plastiques, y compris les plastiques renforcés de fibres de carbone (CFRP) - des fibres de carbone combinées à une matrice de résine époxy - par un large éventail d'industries.
La pollution de l'environnement causée par les plastiques, en particulier dans le milieu marin, a suscité une inquiétude mondiale quant au besoin urgent de promouvoir le recyclage des déchets plastiques. Certaines méthodes de recyclage ont déjà été développées pour décomposer les résines thermoplastiques utilisées dans les conteneurs et les emballages par des procédés thermiques et chimiques, et des efforts sont en cours pour mettre en pratique les usines de recyclage. D'autre part, un procédé de recyclage de résines thermodurcissables, y compris les résines époxy, doit encore être développé en raison de leur faible dégradabilité thermique et de leur faible solubilité dans les solvants disponibles.
Cette équipe de recherche a récemment mis au point une méthode de recyclage des résines époxy capable de décomposer facilement les résines époxy dans une solution aqueuse de glutathion, un peptide d'origine naturelle. Le glutathion a la capacité d'éliminer les substances toxiques du corps humain. Inspiré par cette réaction de détoxification, l'équipe a modifié la structure de la résine époxy en y incorporant des groupes disulfure (-S-S-), rendant les molécules de résine clivables par le groupe thiol (-SH) du glutathion). Dans ce système, les résines époxy immergées dans une solution aqueuse de glutathion se sont avérées se dissoudre complètement sans laisser de restes solides. Les résidus époxy décomposés sont ensuite récupérés et transformés à nouveau en résines époxy. Le module de stockage (un indicateur de rigidité) des résines recyclées était pratiquement le même que celui des résines d'origine et leurs performances n'étaient que légèrement affectées par des recyclages répétés. Parce que le glutathion se produit rarement en dehors des organismes vivants, il n'y a aucun risque qu'il décompose accidentellement les résines époxy encore utilisées dans des conditions normales.
Figure 2 :Système de recyclage proposé du CFRP. Crédit :Institut national des sciences des matériaux
Il n'y a pas d'autres techniques de recyclage établies capables de séparer le CFRP largement incombustible en fibres de carbone et résines et de récupérer ces matériaux. L'utilisation de ce système de recyclage peut favoriser le recyclage du CFRP. De plus, ce système est applicable au recyclage d'autres types de résines et composites en plus des résines époxy. Dans les études futures, l'équipe envisage d'appliquer ce système au recyclage d'une large gamme de matières plastiques couramment utilisées, favorisant ainsi le développement d'une économie circulaire du plastique.
Cette recherche a été publiée dans Science et technologie des matériaux avancés le 16 juillet, 2021.
