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RÉSUMÉ
La synthèse de polymères aromatiques à partir de ressources renouvelables est un vrai enjeu. La vanilline est actuellement l'un des seuls composés aromatiques biosourcés industriellement disponibles. Ainsi, la vanilline a récemment attiré beaucoup d'attention de la part des chercheurs. La première partie de cet article vise à donner un aperçu des différentes sources de vanilline, et de leur pertinence dans le contexte d'une utilisation potentielle dans les polymères. La seconde partie de cet article résume les efforts de la communauté scientifique pour préparer une large gamme de polymères à base de vanilline, par exemple des résines phénoliques, des époxydes, des polyesters...
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The synthesis of aromatic polymers from renewable resources is challenging. Vanillin is currently one of the only commercially available biobased aromatic compounds. Vanillin has attracted much attention from researchers in both academic and industrial communities. The first part of this article gives an overview of the different sources of vanillin, and their relevance in the context of potential use in polymers. The second part summarizes the efforts of the scientific community to prepare a wide range of vanillin-based polymers, e.g. phenolic resins, epoxides, polyesters, etc.
Auteur(s)
-
Sylvain CAILLOL : Chercheur CNRS - Institut Charles Gerhardt Montpellier (ICGM) UMR 5253, Montpellier, France
INTRODUCTION
La synthèse de polymères aromatiques à partir de ressources renouvelables est un vrai enjeu. La vanilline est actuellement l’un des seuls composés aromatiques biosourcés industriellement disponibles. La vanilline est majoritairement produite à partir du pétrole, mais une part des approvisionnements est issue de la lignine. Actuellement les applications de cette vanilline concernent quasi exclusivement l’industrie des arômes et des parfums pour des applications alimentaires, de soin du corps ou ménagères.
Les procédés industriels utilisés génèrent tous des quantités d’effluents importantes, mais de nombreuses voies d’amélioration existent, en particulier pour produire une vanilline moins pure, non destinée à l’industrie alimentaire. La vanilline a déjà démontré son intérêt dans de nombreux matériaux en remplacement de substances issues du pétrole. En effet, la vanilline est un composé non dangereux et qui possède un cycle aromatique, structure recherchée dans beaucoup de matériaux pour les propriétés thermomécaniques conférées. La possibilité d’obtenir la vanilline à partir de ressources renouvelables (lignine) présente un intérêt considérable car l’accès aux molécules aromatiques biosourcées est un vrai enjeu industriel. La vanilline est ainsi une substance aromatique prometteuse, disponible industriellement qui représente un intérêt certain pour de nombreuses applications. L’enjeu actuel est d’améliorer les procédés d’extraction pour réduire les coûts et les impacts et conduire au développement de la vanilline comme molécule biosourcée aromatique plateforme.
L’objectif de cet article est de présenter les procédés actuels de production de la vanilline biosourcée et leurs impacts environnementaux générés ; de recenser les travaux actuels sur l’utilisation de la vanilline biosourcée dans les polymères et de montrer les enjeux futurs de cette molécule d’intérêt en mettant en perspective les évolutions attendues des procédés de production. De ce tour d’horizon, il est possible de mettre en évidence le potentiel de la vanilline en tant que réactif chimique d’origine renouvelable, en particulier dans le domaine de l’industrie des polymères tels que les polyépoxydes, les polyuréthanes, les phénoliques… pour des applications en liants, revêtements, composites.
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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
vanillin | lignin | phenols | biobased polymers
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Présentation
La production de vanilline à partir de la lignine
En anglais
1. Contexte
La grande majorité des matières premières des produits chimiques et des polymères organiques sont issues de ressources pétrolières. Cependant, une demande toujours croissante de ressources et les enjeux de limitation des émissions de gaz à effet de serre engendrent des tensions sur les approvisionnements, une volatilité des prix ainsi que des évolutions difficilement prévisibles. Ainsi, l’identification de solutions alternatives à partir de la biomasse est donc une priorité absolue. Dans ce contexte, le concept de bioraffinerie prend depuis le début des années 2000 de plus en plus d’importance, tant dans la communauté scientifique, que dans l’industrie . À l’instar de la raffinerie de pétrole brut, l’objectif est de transformer (bio-) chimiquement chaque composant de la biomasse en une variété de produits utiles. Des molécules biosourcées sont déjà disponibles dans l’industrie, mais la plupart d’entre elles sont aliphatiques ou cycloaliphatiques, par exemple dérivées de cellulose , d’amidon ou de triglycérides ...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - KAMM (B.), GRUBER (P.R.), KAMM (M.) - Biorefineries – Industrial Processes and Products. - Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry : Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA (2000).
-
(2) - BELGACEM (M.N.), GANDINI (A.) - Monomers, polymers and composites from renewable resources : - Elsevier (2011).
-
(3) - MEIER (M.A.R.), METZGER (J.O.), SCHUBERT (U.S.) - Plant oil renewable resources as green alternatives in polymer science. - Chem. Soc. Rev., 36, 1788-1802 (2007).
-
(4) - ALLEN (K.) - The shale revolution and its impacts on aromatics supply, pricing and trade flows. - Platts Special Report (2013).
-
(5) - BRUIJNINCX (P.C.), WECKHUYSEN (B.M.) - Shale gas revolution : an opportunity for the production of biobased chemicals ?, - Angew Chem Int Ed Engl., 52, 11980-11987 (2013).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Volume de Cashen NutShell Liquid (CNSL) :
https://www.mdpi.com/1420-3049/26/18/5441
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WO2011143379A2 (2011), Poly(dihydroferulic acid) a biorenewable polyethylene terephthalate mimic derived from lignin and acetic acid
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