Développement d'un polymère thermodurcissable biosourcé et recyclable :

Une étape majeure vers l'intégration des composites à matrices thermodurcissables dans l'économie circulaire et biosourcée.

Les résines polyépoxydes thermodurcissables, communément appelées époxy, constituent une classe importante de matériaux polymères. Associées à des fibres de verre ou de carbone, elles trouvent depuis de nombreuses années leur utilisation dans la fabrication de composants d’avions, de trains, de bateaux et d’éoliennes. Ces polymères renforcés de fibres présentent d’excellentes propriétés mécaniques et thermiques, en plus d’être beaucoup plus légers que les métaux. Cependant, en raison de leur nature fortement réticulée, les époxys souffrent d'une incapacité à être recyclés, conduisant à un impact dévastateur sur l’environnement. Il existe ainsi un besoin évident de concevoir des résines époxys intrinsèquement recyclables basées sur des ressources renouvelables.

Cet article, paru dans « Science », présente la synthèse et le recyclage d'une résine époxy totalement biosourcée, résultant de la combinaison judicieuse de synthons dérivés de la cellulose et de la lignine, et dotée d'excellentes propriétés thermomécaniques (une température de transition vitreuse de 170°C et un module de stockage à 25°C de 1,2 GPa). Une simple méthanolyse réalisée en l’absence de tout catalyseur permet ensuite la récupération de tous les synthons biosourcés impliqués. Sa compatibilité avec des fibres de verre et des fibres végétales est également démontrée. Cela, associé à l'excellente stabilité dans une large gamme de solvants organiques et à son inertie démontrée vis-à-vis de l'hydrolyse, souligne le fort potentiel de ces époxys à base d'ester furanique dans des domaines d'application pertinents impliquant des transports durables, des revêtements, des peintures ou des dispositifs biomédicaux. Dans l'ensemble, ces résultats représentent une étape importante vers l'intégration des thermodurcissables dans l'économie circulaire et biosourcée.

Ce travail a été mené à l’initiative et sous l’impulsion du Professeure Katalin Barta de l’Université de Graz, en étroite collaboration avec l’Université de Groningen, l’Institut Charles Gerhardt Montpellier (Université de Montpellier, CNRS) et l’institut FEMTO-ST de Besançon (Université de Franche-Comté, CNRS). L’équipe Mat’éco (Matériaux pour la transition écologique de FEMTO-ST) a évalué la compatibilité de cette nouvelle époxy recyclable avec des fibres végétales pour la production de composites biosourcés.

https://doi.org/10.1126/science.adj9989

Voir l’actualité mise en avant par CNRS chimie

Contact : Vincent Placet