La dépolymérisation, une nouvelle stratégie de recyclage efficace

Résultats scientifiques

Pour recycler le polycarbonate, matière plastique utilisée dans de nombreux objets du quotidien, des scientifiques ont mis au point une nouvelle méthode de dépolymérisation innovante conduisant à l'obtention de produits à haute valeur ajoutée. Ce procédé permet également de régénérer le monomère original, à température ambiante et dans un solvant « vert » issu de matières premières renouvelables.

Les polycarbonates sont des polymères organiques qui présentent d'excellentes propriétés physico-chimiques, chimiques et mécaniques telles que la résistance aux chocs et à la chaleur, la transparence et la légèreté. Ils trouvent ainsi diverses applications qui vont de l'électronique à l'automobile, et de l’optique (CD et DVD) aux équipements de protection (lunettes de sécurité). Le poly(carbonate de bisphénol A) est, industriellement, le polycarbonate le plus produit, mais c’est aussi l’un des moins recyclés. La majeure partie est brulée ou finit dans les décharges où il se dégrade progressivement en bisphénol A, perturbateur endocrinien avéré qui affecte à la fois la santé et l’environnement. Il devient donc urgent de mettre en place des stratégies de recyclage visant à reformer les monomères (recycling) et/ou à former d’autres produits à haute valeur ajoutée (upcycling).

Dans ce contexte, des chimistes de l’Institut de chimie et biochimie moléculaires et supramoléculaires (CNRS/Université Claude Bernard Lyon 1/INSA/Ecole supérieure de chimie physique électronique de Lyon) et du laboratoire Catalyse, polymérisation, procédés et matériaux (CNRS/Ecole supérieure de chimie physique électronique de Lyon/Université Claude Bernard) ont mis au point une nouvelle méthode de dépolymérisation du poly(carbonate de bisphénol A) utilisant des agents de dépolymérisation spécifiques appelées alpha-hydroxycétones. Le procédé, catalysé par un organocatalyseur - un catalyseur sans métal - opère à température ambiante dans un solvant « vert » issu de matières premières renouvelables. Dans ces conditions, les scientifiques sont parvenus à régénérer le monomère original. Ils ont également obtenu des co-produits à plus haute valeur ajoutée comme les carbonates de vinylène utilisés comme additifs pour électrolytes dans les batteries lithium-ion et dans l’industrie pharmaceutique.

Cette nouvelle stratégie de recyclage, à retrouver dans la revue Green Chemistry, a d’ores et déjà montré son efficacité pour la dépolymérisation de polycarbonate contenu dans des matériaux usagés comme des CD-ROM, des lunettes de sécurité ou encore des plaques isolantes de polycarbonate.

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© Nicolas Duguet

Référence

K. Onida, M. Fayad, S. Norsic, O.Boyron & N. Duguet
Chemical Upcycling of Poly(bisphenol A carbonate) to Vinylene Carbonates through Organocatalysis

Green Chem. 2023, 25, 4282-4291.

DOI: 10.1039/D2GC04413G

Contact

Nicolas Duguet
Enseignant-chercheur à l’Institut de chimie et biochimie moléculaires & supramoléculaires (CNRS/Université Claude Bernard Lyon 1/ Institut national des sciences appliquées de Lyon/Ecole Supérieure de chimie physique électronique de Lyon).
Stéphanie Younès
Responsable Communication - Institut de chimie du CNRS
Anne-Valérie Ruzette
Chargée scientifique pour la communication - Institut de chimie du CNRS
Christophe Cartier dit Moulin
Chercheur à l'Institut parisien de chimie moléculaire & Chargé de mission pour la communication scientifique de l'INC