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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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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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3. Perspectives de l’utilisation de la vanilline
La vanilline est actuellement l’un des seuls composés phénoliques moléculaires fabriqués à l’échelle industrielle à partir de la biomasse. Il a donc le potentiel de devenir un intermédiaire clé pour la synthèse de polymères biosourcés, pour lesquels des monomères aromatiques sont nécessaires pour atteindre de bonnes propriétés thermomécaniques. Le volume des recherches effectuées sur le thème de la production de vanilline à partir de la lignine prouve l’intérêt industriel de cette approche. Le fait que la matière première soit biosourcée, que le prix du pétrole soit volatil et les améliorations obtenues en termes de compréhension des mécanismes, de productivité et de réduction des déchets rendent cette production de vanilline de plus en plus attrayante à tout point de vue.
Cependant, le marché actuel de la vanilline en tant qu’arôme et parfum est mature et dominé par le prix bas (10 $/kg), la vanilline à base de pétrole. Seuls de nouveaux marchés peuvent stimuler la production à grande échelle de la vanilline biosourcée actuellement plus chère (20 $/kg). Ces marchés émergents existent déjà. En effet, de nombreux travaux récents portent sur l’utilisation de la vanilline pour la synthèse de polymères renouvelables. Ces travaux ont été résumés dans un article de synthèse . La vanilline, considérée comme un synthon biosourcé , présente de nombreux avantages, comme cela a été mentionné dans l’introduction. Par conséquent, il n’est pas surprenant que l’utilisation de la vanilline pour la préparation de polymères biosourcés ait attiré beaucoup l’attention récemment.
En fait, la...
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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).
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(2) - BELGACEM (M.N.), GANDINI (A.) - Monomers, polymers and composites from renewable resources : - Elsevier (2011).
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(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).
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(4) - ALLEN (K.) - The shale revolution and its impacts on aromatics supply, pricing and trade flows. - Platts Special Report (2013).
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(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).
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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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