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RÉSUMÉ
Les résines époxy sont des polymères thermodurcissables utilisés dans des applications variées comme les peintures et les revêtements, les adhésifs, les produits pour la marine et les structures off-shore, les composants électroniques et les matériaux composites. La technologie actuellement employée pour la synthèse des résines époxy met en jeu des produits dangereux pour l'homme et l'environnement tels que le bisphénol A. De nombreux travaux ont été menés par les industriels et les laboratoires de recherche afin de remplacer ces produits dangereux par des composés moins nocifs pour les utilisateurs et l'environnement. De nombreuses études ont également été menées sur l'utilisation de produits d'origine renouvelable afin de synthétiser des résines époxy partiellement ou totalement biosourcées.
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Sylvain CAILLOL : Dr université Bordeaux, ingénieur ENSCM - Chef de projets CNRS, délégué général Chaire ChemSuD
INTRODUCTION
Résumé : Les résines époxy sont des polymères thermodurcissables utilisés dans des applications variées comme les peintures et les revêtements, les adhésifs, les produits pour la marine et les structures off-shore, les composants électroniques et les matériaux composites. La technologie actuellement employée pour la synthèse des résines époxy met en jeu des produits dangereux pour l'homme et l'environnement tels que le bisphénol A. De nombreux travaux ont été menés par les industriels et les laboratoires de recherche afin de remplacer ces produits dangereux par des composés moins nocifs pour les utilisateurs et l'environnement. De nombreuses études ont également été menées sur l'utilisation de produits d'origine renouvelable afin de synthétiser des résines époxy partiellement ou totalement biosourcées.
Abstract : Epoxy resins are thermoset polymers used in various applications such as paints, coatings, binders, marine and off-shore products, electronic and composites. The technology currently used is based on hazardous chemicals such as bisphenol A. Several studies were carried out by industry and public research in order to replace hazardous compounds by less harmful ones. The use of renewable resources was also largely studied in order to elaborate partially or totally biobased epoxy resins.
Mots-clés : résines époxy ; DGEBA ; BPA ; époxydation ; développement durable ; matériaux biosourcés
Keywords : epoxy resins ; BADGE ; BPA ; epoxidation ; sustainable development; biobased materials
Domaine : Chimie des matériaux
Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité
Technologies impliquées : chimie organique et macromoléculaire
Domaines d'application : peintures, revêtements, liants, composites
Principaux acteurs français :
Pôles de compétitivité : Industrie et Agroressources, Axelera
Centres de compétence : Laboratoire des matériaux macromoléculaires de l'INSA-Lyon ; Équipe Ingénierie et Architecture Macromoléculaire de l'Institut Charles Gerhardt de Montpellier ; Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques de Bordeaux
Industriels : pas de fabricants d'époxy en France
Autres acteurs dans le monde : Momentive, Dow, Huntsman, Cytec, LeunaHarze, Spolchemie…
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Résines époxy : éléments de contexte3. Conclusion
Nous constatons que les études menées dans le but de synthétiser des résines époxy biosourcées sont nombreuses et d'actualité. En effet, la plupart des travaux sur le sujet datent des dix dernières années, ce qui montre l'intérêt et les efforts croissants dans ce domaine. Cela s'explique par les volontés des acteurs de l'industrie, de la recherche, de la politique et des institutions d'aller vers une industrie chimique de plus en plus respectueuse de l'environnement mais aussi par la volonté des industries chimiques de diminuer leur dépendance, en termes de coût et d'approvisionnement, vis-à-vis du pétrole en modifiant l'origine de leurs matières premières.
Deux grandes tendances se dégagent de cette mise au point. D'un côté, on trouve les résines époxy « aromatiques » utilisées pour des applications où une résistance thermique est requise. Dans ce domaine, de nombreuses possibilités sont présentes avec, par exemple, l'utilisation de lignine ou de tanin. Cependant, la composition des produits de départ n'étant pas encore maîtrisée en raison de la variabilité de la nature, le développement de ces filières est faible. D'un autre côté se situent les résines époxy « aliphatiques » avec des filières industrielles bien développées comme le glycérol (biodiesel) ou l'isosorbide. Le problème est ici le domaine d'utilisation de ces résines biosourcées qui se limite aux applications de revêtements. En effet, l'absence de noyaux aromatiques ne permet pas d'obtenir des résines avec des températures de transition vitreuse suffisamment élevées pour des applications dans des matériaux composites par exemple. Ce type de résine ne peut donc pas, à l'heure actuelle, remplacer les résines classiques DGEBA qui représentent près de 90 % de la production mondiale de résines époxydiques. Deux voies de développement sont donc possibles : investir dans le développement de filières économiquement viables en arrivant à maîtriser les structures aromatiques d'origine naturelle (lignine, tanin…) ou bien développer des systèmes aliphatiques qui possèdent les mêmes propriétés que les systèmes aromatiques et se servir des filières d'approvisionnement déjà existantes.
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
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(3) - GREENLEE (S. O.) - Synthetic drying compositions. - US Patent 2456408 (1948).
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(5) - PETRIE (E. M.) - Epoxy Adhesives Formulations. - The McGraw-Hill Companies Inc., p. 38 et 103-104 (2006).
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(6) - SHECHTER (L.), WYNSTRA (J.), KURKJY (R. P.) - Glycidyl Ether Reactions With Amines. - Industrial And Engineering Chemistry, 48(1), p.94-97 (1956).
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