Un procédé de recyclage des plastiques courant en vitrimères, des matériaux de haute performance, a été mis au point par une équipe du laboratoire Matière molle et chimie (MMC – ESPCI Paris/CNRS) de Ludwik Leibler. Les travaux ont été publiés le 7 avril dans la revue Science.
Que faire de tous nos déchets plastiques « de tous les jours » ? Les recycler en vitrimères, répond l'équipe du MMC. Les vitrimères sont notamment utilisés par les scientifiques et industriels pour développer des matériaux et composites fonctionnels de haute performance, des cristaux liquides ou à mémoire de forme. Mais ils ne pouvaient cependant pas être produits avec les mêmes ingrédients que les plastiques actuels, ni être mis en œuvre facilement avec les outils industriels existants en maintenant les mêmes cadences de production. Et c’est là qu’intervient la découverte des scientifiques : la métathèse. Cette réaction chimique permet l’échange d’atomes entre les molécules sans rompre les liens chimiques existants. Il devient alors possible de transformer en vitrimère tout polymère ayant un squelette carboné, soit environ 75 % des plastiques.
Comme la réaction ne nécessite pas de catalyseur, la composition et les conditions de mise en œuvre sont facilitées dans les procédés de transformations traditionnelles des plastiques, comme l’injection, le moulage, l’extrusion ou encore le thermoformage. La réaction de métathèse permet également l’adhésion très forte entre les vitrimères obtenus à partir de plastiques complètement incompatibles. Des alliages aux propriétés intéressantes sont ainsi possibles. Enfin, les vitrimères sont plus résistants que les plastiques ou composites. Au contact de l’eau savonneuse par exemple, un vitrimère polyéthylène résiste 350 heures, contre 30 heures pour du polyéthylène. « 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 », explique le laboratoire.
Ces vitrimères constitueraient donc une alternative pour des revêtements protecteurs, canalisations, colles, cuves de robots électroménagers, vitres organiques, dispositifs médicaux et pièces automobiles proches du moteur. Ils ouvrent également des perspectives dans les domaines allant des emballages aux pneumatiques. Des brevets ont été déposés par l’ESPCI Paris sur cette technologie.
