Mars 2020
Les biopolymères : différentes familles, propriétés et applications
La fabrication de plastiques à partir de ressources renouvelables : un nouvel enjeu économique.
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L’élaboration de résines époxy biosourcés et le remplacement du diglycidyl éther de bisphénol A, monomère époxy le plus utilisé, sont des enjeux de l’industrie pour se conformer aux exigences règlementaires et aux attentes sociétales. Néanmoins, cette substitution s’accompagne de modification de la réactivité de la formulation et des propriétés finales des matériaux. Cet article propose de détailler les enjeux de cette substitution, ainsi qu’une revue détaillée des travaux de recherche effectués par des laboratoires académiques, ainsi que des produits commerciaux en développement pour proposer des voies d’accès à des matériaux époxy moins nocifs et plus respectueux de l’environnement.
L’article présente les différentes étapes clés du cycle de vie des polyesters biosourcés et/ou biodégradables. Il décrit les modes d’élaboration de chacun de ces polyesters en remontant jusqu’aux matières premières utilisées, en particulier lorsque celles-ci sont végétales. Les principales propriétés fonctionnelles et les applications sont détaillées et critiquées au regard des problématiques d’aujourd’hui. Leurs atouts, mais également les freins limitant leur développement, sont explicités. La fin de vie de ces polyesters est examinée en focalisant le scénario de fin de vie vers le recyclage pour les polyesters non biodégradables et vers la (bio)dégradation pour les polyesters biodégradables.
La lignine est un biopolymère clé dans la structure des végétaux car elle constitue une barrière chimique pour protéger les autres polymères pariétaux. Cette résistance aux éléments biotiques et abiotiques explique la difficulté pour obtenir de la lignine à l’état natif ce qui a limité pendant longtemps sa valorisation matière au contraire de sa valorisation énergétique. Le développement de la bioraffinerie lignocellulosique va proposer un volume important de lignine dont la transformation en synthons de base comme les molécules phénoliques ou les matériaux devient critique pour consolider ces procédés. Dans cet article les voies de valorisation les plus prometteuses seront décrites.
Vous souhaitez faire évoluer vos produits en incorporant des matières plastiques issues de ressources renouvelables dans votre gamme. Cette démarche forte d’éco-conception requiert votre plus grande attention, la formulation de ces matières premières étant loin d’être aussi maîtrisée que celle de leurs équivalents issus de ressources fossiles, tels que les polyoléfines. Hormis pour les applications bien identifiées, tels que les films de paillage, les sacs de caisse ou les services de couverts jetables, il est probable que vos fournisseurs doivent développer en partenariat une formulation adaptée à votre application. Vous êtes l’expert sur lequel le fournisseur s’appuiera pour répondre à vos attentes.
La vocation de cette fiche pratique est de vous donner quelques clés vous permettant d’identifier les principales difficultés que vous risquez de rencontrer lors de l’intégration de ces matières innovantes afin de mieux cibler vos besoins et échanger avec vos fournisseurs.
Remarque
Cette fiche se focalise sur les biopolyesters (polyesters compostables issus de ressources renouvelables) et ne s’attardera pas sur les plastiques issus de ressources renouvelables identiques aux plastiques base pétrole (bio PET, bio PE, bio PP), ces matières étant formulées à l’identique.
La diminution de la ressource fossile, non renouvelable, ainsi que la forte augmentation du prix du baril de pétrole ont poussé le développement d’une nouvelle génération de matériaux plus respectueux de l’environnement : les biopolymères et les polymères biodégradables. Ces matériaux peuvent être classés selon deux critères principaux : leur origine renouvelable et/ou leur caractère biodégradable. Le challenge de la communication sur ces matériaux est de distinguer au mieux les aspects origine et fin de vie (issus de ressources renouvelables et compostables) actuellement trop souvent mal interprétés. L’industriel désireux d’incorporer ce type de matière doit prendre en compte une démarche globale que nous allons tenter d’établir dans cette fiche.
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