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Des avancées concernant le recyclage chimique du PMMA synthétisé par polymérisation RAFT

Posté le par Arnaud Moign dans Matériaux, Biotech & chimie

Des chercheurs de l’ETH Zurich ont développé un processus de dépolymérisation des polyméthacrylates obtenus par la méthode RAFT, qui permet de récupérer plus de 90% des éléments constitutifs, sans ajout de catalyseur. Ce procédé a aussi l’avantage de nécessiter une température de dépolymérisation plus basse que dans le cas du PMMA classique.

Moins connue que la polymérisation, la décomposition des polymères en monomères fait actuellement l’objet d’un nombre croissant d’études, dans le but de développer de nouveaux procédés de recyclage chimique.

La méthode de polymérisation RAFT

Découverte en 1998, la polymérisation radicalaire contrôlée par transfert de chaîne réversible par addition-fragmentation (RAFT) est une technique relativement récente. Contrairement aux processus traditionnels de polymérisation non contrôlée, elle permet de synthétiser des polymères fonctionnels d’architecture non linéaire.

Processus d’inversion d’une polymérisation radicalaire contrôlée : comparaison de la nouvelle approche avec les approches précédentes (crédit : J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 10, 4678-4684)

Cette technique a une autre particularité : celle de produire des polymères possédant une haute fidélité en bout de chaîne, une propriété que les chercheurs de l’ETH Zurich ont exploitée pour développer une méthode de dépolymérisation efficace, au potentiel élevé.

Récupérer plus de 90 % des éléments constitutifs des polyméthacrylates

Dans l’étude publiée en open access dans le Journal of the American Chemical Society (JACS), Athina Anastasaki, du Laboratory of Polymeric Materials de l’ETH Zurich et ses collègues, présentent leur démarche de décomposition de polyméthacrylates obtenus par la méthode RAFT.

Après différents essais, les chercheurs ont découvert qu’un PMMA présentant un groupe terminal RAFT pouvait être dépolymérisé de manière optimale après mélange dans un solvant et chauffage à 120°C.

Ils expliquent ainsi avoir réussi à récupérer jusqu’à 92 % des éléments constitutifs, sans ajout de catalyseur, ce qui sous-entend que l’utilisation d’un catalyseur adapté permettrait d’augmenter encore la quantité récupérée.

Le transfert vers l’industrie n’est pas pour demain

Comme l’affirme Athina Anastasaki dans un communiqué de presse, « Il faudra beaucoup de temps et de recherches avant que le procédé ne s’impose dans l’industrie chimique ».

En effet, comme cette méthode n’est applicable qu’aux polymères obtenus par polymérisation radicalaire contrôlée, son utilité dépendra de la mise en circulation de nouveaux types de polymères adaptés. En outre, cette méthode a l’avantage de ne pas nécessiter l’implantation de nouvelles usines.

Par ailleurs, si les monomères ainsi formés par dépolymérisation ont une qualité similaire aux produits d’origine, les polymères RAFT nécessaires ont l’inconvénient d’être plus chers que les polymères classiques. Pour remédier à ce problème, les chercheurs vont donc maintenant travailler sur des méthodes de passage à plus grande échelle, afin d’améliorer la compétitivité.

Nous ne sommes encore qu’au début des recherches sur la dépolymérisation. Selon Mme Anastasaki, « il existe plus de 30 000 études sur le développement de nouvelles stratégies de polymérisation, mais seule une poignée d’entre elles abordent le sujet de la récupération des monomères ».

Pour aller plus loin

Posté le par Arnaud Moign


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