Augmentation de la synthèse de polymères incandescents à l’aide du Reactor-Ready
Polyesters fluorescents chimiquement recyclables par copolymérisation par ouverture de cycle d’époxydes et d’anhydrides
Taylor B. Young, Owaen G. Guppy, Alysia J. Draper, Joshua M. Whitington, Benson M. Kariuki, Alison Paul, Mark Eaton, Simon J. A. Pope et Benjamin D. Ward
École de chimie, Université de Cardiff
https://doi.org/10.1039/D3PY00209H
La croissance exponentielle de la production et de la consommation de plastique au cours des dernières décennies a suscité de graves préoccupations environnementales. La recherche récente s’est concentrée sur le développement de polymères qui peuvent être recyclés chimiquement pour relever ce défi. Les méthodes traditionnelles de recyclage du plastique sont souvent limitées par la présence de colorants, qui ne peuvent être éliminés par le retraitement et qui font que le plastique recyclé conserve la couleur du matériau d’origine.
Des chercheurs de l’université de Cardiff ont mis au point des polymères colorés monocomposants qui peuvent être recyclés en leur acide/alcool d’origine et transformés en polymères incolores. Ce document explore l’utilisation de monomères contenant des chromophores dans la copolymérisation par ouverture de cycle époxyde-anhydride (ROCOP) pour créer des polymères colorés.
Cette méthode entraîne une liaison covalente du colorant dans le polymère, ce qui permet d’obtenir des matériaux très colorés dont les propriétés changent peu par rapport à celles du polymère de base. Seuls des niveaux dopants de chromophore sont nécessaires.
Ils ont constaté que l’ajout de chromophores à fonction époxyde induit la coloration et la luminescence des polymères. Les polymères dopés peuvent être dépolymérisés, le chromophore éliminé et les monomères de base refaits et repolymérisés pour donner un polymère sans couleur.
Les réactions de polymérisation ont été effectuées dans un réacteur de laboratoire à double enveloppe Radleys Reactor-Ready de 2 litres, avec un agitateur Hei-TORQUE et un contrôle de la température par un Ministat Huber. La possibilité de réaliser ces réactions à plus grande échelle grâce au Reactor-Ready a permis au groupe de synthétiser 280 à 320 g de matériau en une seule réaction. Les chercheurs ont noté que les homopolymérisations à grande échelle d’époxydes peuvent être exothermiques. Cependant, une sonde de température PT1000 externe a été utilisée en conjonction avec le Ministat Huber, ce qui a permis de contrôler directement la température de la réaction – ce qui signifie que les exothermes ont pu être rapidement détectés et que la réaction a été refroidie.
La possibilité de prendre un polymère coloré et de le recycler chimiquement pour obtenir un polymère blanc pur résout un problème important dans l’industrie du recyclage des plastiques. Cette stratégie devrait pouvoir s’appliquer à une large gamme de dopants susceptibles d’introduire différentes fonctionnalités afin de conférer au polymère des propriétés physiques et chimiques spécifiques. Cette recherche a le potentiel de transformer la façon dont nous produisons et consommons les polymères et de créer un avenir plus durable pour notre planète.
Pour en savoir plus sur la façon dont le Reactor-Ready a changé la donne pour le groupe de recherche du Dr Ward, regardez notre vidéo « Scaling up sustainable polymer synthesis in Reactor-Ready » (mise à l’échelle de la synthèse de polymères durables dans le Reactor-Ready).
