Les restes de monomère polymère

2003/02/01 Atxotegi Alegria, Uhaina - Elhuyar Zientziaren Komunikazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria

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Les polymères sont des structures moléculaires géantes formées par l'union de petites molécules. Polymères, appelés plastiques, latex, peintures ou colles, sont quelques-uns des éléments que nous utilisons dans la vie quotidienne.

Les polymères peuvent être réalisés de trois façons:

• En masse : au monomère (petites molécules utilisées dans la synthèse des polymères) s'ajoute l'initiateur et on obtient le polymère en réagissant.
• Par dissolution : le monomère, l'initiateur et le solvant organique sont mélangés. Le résultat final de ce processus sera polymère et solvant. Le solvant est un élément polluant.
• Dispersion dans l'eau: c'est la polymérisation par émulsion. Ce processus comprend quatre composants (monomère, initiateur, émulsifiant et eau). Le solvant est remplacé par de l'eau et la dispersion des composants dans l'eau est effectuée. Le principal avantage de cette façon de fabriquer des polymères est que la phase de réaction, c'est-à-dire la dissolution de l'émulsifiant est réalisée dans l'eau.

Dans les polymérisations par émulsion, malheureusement, on n'obtient pas la polymérisation de tous les monomères et le latex obtenu contient des restes de monomères et de composés organiques volatils. Par exemple, les monomères acryliques utilisés dans les peintures de latex, en plus de leur mauvaise odeur, sont des polluants. Pour faire face à ce problème, des chercheurs de POLYMAT (Institut Universitaire des Matériaux Polymériques de l'Université du Pays Basque/Euskal Herriko Unibertsitatea) ont lancé un projet pour réduire les restes de monomères grâce à une subvention européenne reçue il y a quatre ans et, si possible, les éliminer complètement. Trois autres universités d'Allemagne, de Suisse et de Grèce ont participé à ce travail, ainsi que quatre entreprises étrangères.

Essai d'élimination des déchets polluants

Les chercheurs de POLYMAT ont utilisé deux processus d'élimination des déchets monomères et des composés organiques volatils : post-polymérisation et déévaporation.

Post-polymérisation
Une fois la polymérisation terminée, on ajoute plus d'initiateurs pour que les restes de monomères restants réagissent. Cependant, dans ce processus, seuls les monomères peuvent être éliminés. D'autre part, il est moins cher que le deuxième processus, car dans un même réacteur, vous pouvez tout faire.

La dévolatilisation
est un processus qui élimine les volatiles (les anglais l'appellent dévolatilisation). Le vide et la chaleur permettent d'éliminer les éventuels résidus de monomères et de composés organiques volatils. Le processus de désévaporation est plus cher car il nécessite plus d'utilisation. Dans le cas des latex, par exemple, l'émulsifiant qu'ils contiennent peut être désorné (détaché du latex), entraînant une grande quantité de mousse et la coagulation du polymère.

Jusqu'à présent, les chercheurs de POLYMAT ont étudié le latex vinyliques et acryliques, largement utilisés dans les peintures et les adhésifs, ainsi que le latex industriels de grand intérêt pour l'industrie. Les boîtes fabriquées dans les laboratoires ont très peu de polymères et beaucoup d'eau. Ceux qui utilisent dans l'industrie sont beaucoup plus concentrés et contiennent plus de polymères.

Les chercheurs de Saint-Sébastien ont obtenu les meilleurs résultats en mélangeant les résidus de monomère et deux processus d'élimination des composés organiques volatils. Si des équipements sont disponibles pour le processus d'élimination des volatiles, un peu d'initiateur est ajouté et le monomère et les composants organiques volatils disparaissent en très peu de temps.

Grâce à cette recherche réussie, d'une part, ils ont réussi à comprendre le processus et ont développé un modèle mathématique. Par conséquent, le processus a été réalisé et optimisé de la manière la plus appropriée. Par exemple, dans le processus de post-polymérisation, il est difficile de savoir combien d'initiateurs doivent être tirés, car il peut changer les propriétés. En outre, il est très important de connaître le temps pendant lequel l'initiateur doit être tiré. Grâce au modèle mathématique, ils ont oublié tous ces casse-tête et sont capables de résoudre des problèmes de différents niveaux.

D'autre part, ils ont réussi à être bien en dessous de la limite de quantité de monomères qui marque la législation. En fait, la législation établit une quantité maximale de monomère pour chaque système, mais les chercheurs de POLYMAT ont obtenu ce que l'industrie demande. Bien qu'à ce jour les entreprises du Pays Basque aient eu une faible demande (en raison de la pénurie de polymères dans le Pays Basque), l'Espagne a eu plusieurs entreprises (l'une de Gérone et l'autre de Grenade). La plupart des entreprises leur demandent de mesurer les restes de monomères qui restent dans leurs produits. Dans les cas où la quantité de ces déchets était supérieure à celle exigée par la législation, POLYMAT a aidé plusieurs entreprises à réduire cette quantité.

Trois scientifiques ont travaillé pendant quatre ans sur la recherche POLYMAT. Actuellement, nous continuons à travailler sur le même sujet mais avec une nouvelle méthodologie de travail. Désormais, ils veulent travailler sur une méthode pour développer plus globalement des thèmes liés à l'environnement.