Les scientifiques du MIT ont mis au point une nouvelle recette pour les thermoplastiques, qui sont souvent utilisés dans les pièces automobiles
Poussés par l’énorme charge qu’ils font peser sur l’environnement, les scientifiques recherchent sans cesse de nouvelles façons de fabriquer des matériaux plastiques plus faciles à recycler, et les chercheurs du MIT revendiquent aujourd’hui une avancée significative dans ce domaine. En modifiant la composition d’un type de plastique commun, l’équipe a produit une version de résistance égale qui est beaucoup plus facile à décomposer après usage, ce qui permet de la reconstruire et de la recycler pour qu’elle prenne une vie entièrement nouvelle.
Les travaux ont été menés par des chercheurs en chimie du MIT et se concentrent sur une grande classe de plastiques appelée thermodurcissables. Séparés des thermoplastiques qui composent les sacs plastiques et les emballages alimentaires, les thermodurcissables comprennent des matériaux tels que les époxydes, le polyuréthane et le caoutchouc, et sont souvent utilisés dans les pièces automobiles et les appareils électriques.
Les thermodurcissables sont fabriqués d’une manière légèrement différente des thermoplastiques, ce qui signifie qu’ils ne sont pas aussi facilement recyclables. En effet, alors que les thermoplastiques peuvent être fondus en liquide et remoulés pour obtenir de nouvelles formes, les liaisons à l’intérieur des thermodurcissables sont très difficiles à rompre, ce qui signifie qu’ils brûlent souvent à la chaleur plutôt que de retourner à l’état liquide.
« Une fois qu’ils ont pris une forme donnée, ils restent dans cette forme pendant toute leur vie », dit-il. « Il n’y a souvent pas de moyen facile de les recycler ».
L’équipe a peut-être trouvé une solution à ce dilemme en intervenant dans les étapes de formation du matériau. Elle s’est appuyée sur certains de ses travaux antérieurs sur les polymères dégradables pour l’administration de médicaments, dans lesquels l’incorporation de monomères de silyléther provoquait la rupture des liaisons dans le matériau.
En appliquant cette méthode à leur recherche sur les plastiques, les scientifiques ont réussi à ajouter les monomères d’éther silylique aux précurseurs liquides qui forment un type de thermoplastique appelé polydicyclopentadiène (pDCPD). Les monomères constituant entre 7,5 et 10 % de la matière, l’équipe a constaté que celle-ci conservait sa résistance mécanique, mais pouvait facilement être réduite en poudre après utilisation par exposition aux ions fluorure.
« C’est la première chose passionnante que nous avons trouvée », explique M. Johnson. « Nous pouvons rendre le pDCPD dégradable sans nuire à ses propriétés mécaniques utiles. »
En dissolvant ensuite cette poudre dans la solution de précurseur, l’équipe a pu l’utiliser pour former des thermodurcissables de pDCPD entièrement nouveaux. Ce matériau est souvent utilisé pour les panneaux de carrosserie des camions et des bus, mais surtout, l’équipe pense que cette approche pourrait également être utilisée pour d’autres types de thermodurcissables.
« Ce travail dévoile un principe de conception fondamental qui, selon nous, est général à tout type de thermodurcissable avec cette architecture de base », déclare Jeremiah Johnson, professeur de chimie au MIT et auteur principal de l’étude.
http://news.mit.edu/2020/tough-thermoset-plastics-recyclable-0722
