Comment transformer les matériaux plastiques de tous les jours en matériaux de hautes performances

Bativox

Peut-on transformer les matériaux plastiques de tous les jours en matériaux de hautes performances ? La réponse est oui ! L’équipe de Ludwik Leibler et Renaud Nicolaÿ du laboratoire Matière Molle et Chimie (MMC - ESPCI Paris/CNRS) a mis au point un matériau aux propriétés surprenantes. Baptisé vitrimère, cette matière combine de façon exceptionnelle résistance mécanique, thermique et chimique.

De façon remarquable, à température ambiante, il ressemble, selon la composition choisie, à des solides durs ou bien à des solides élastiques mous. Dans les deux cas, il présente les mêmes qualités de légèreté, résistance et insolubilité que les résines thermodurcissables ou les caoutchoucs actuellement utilisés en industrie. Surtout, par rapport à ces derniers, il offre l’avantage d’être façonnable à volonté, réparable et recyclable sous l’action de la chaleur.

Grâce à leur combinaison de propriétés, les vitrimères pourraient révolutionner le monde des plastiques. D’autant plus que cette nouvelle chimie ouvre la voie au recyclage des différents plastiques sans tri sélectif préalable, en les transformant en alliage vitrimère.

Un procédé efficace pour produire les vitrimères pourrait bouleverser l’industrie du plastique

Cependant, pour devenir véritablement le plastique du futur, deux questions restaient en suspens : Peut-on produire les vitrimères avec les mêmes ingrédients que les plastiques actuels ? Peut-on les mettre en œuvre avec les outils industriels existants et les mêmes cadences de production ?

Les chercheurs du laboratoire MMC viennent de relever ces défis. Ils ont découvert une réaction de métathèse qui permet l’échange d’atomes entre les molécules, sans rompre les liens chimiques existants. Comme cette réaction est particulièrement efficace, il devient possible de transformer en vitrimère tout polymère ayant un squelette carboné (75% des plastiques).

Fait remarquable, la réaction ne nécessite pas de catalyseur, ce qui constitue un réel avantage économique et écologique. Il devient alors très simple d’ajuster la composition et les conditions de mise en œuvre pour utiliser les méthodes de transformation traditionnelles des plastiques (injection, moulage, soufflage, extrusion, thermoformage). Les vitrimères obtenus à partir de polystyrènes, acrylates, ou polyéthylènes présentent une meilleure résistance mécanique et thermique que les produits de départ, sans compromettre la capacité de réparation, de soudage et de recyclage.

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