Les matériaux organiques sont-ils l'avenir de la fabrication de plastique ?

Partie II :Charges organiques dans la quincaillerie en plastique

Les matières organiques pourraient-elles être l'avenir de la fabrication de plastique lorsque le pétrole s'épuisera ? Étant donné que les plastiques sont à base de pétrole, les plastiques ne seront-ils plus disponibles à l'avenir ? Imaginez l'impact profond que cela aurait sur notre société. Comment allons-nous fabriquer des téléphones portables ou des boîtiers d'ordinateurs, ou encore nos vêtements, chaussures et meubles ?

Les matières organiques sont utilisées depuis longtemps dans la fabrication du plastique. Le premier plastique véritablement synthétique était la bakélite, développée au début des années 1900 à New York par un Américain d'origine belge. chimiste Leo Baekeland. Sa première utilisation commerciale était dans le pommeau de levier de vitesse d'une Rolls Royce en 1916. Aujourd'hui, la bakélite est communément appelée résine phénolique. Il est fabriqué en combinant du phénol et un aldéhyde, qui sont tous deux des composés organiques. Lorsque la pression et la chaleur sont appliquées, la polymérisation se produit. De plus, la bakélite contient de la farine d'écorce de bois et est une résine phénol formaldéhyde thermodurcissable avec d'excellentes propriétés diélectriques. Il a été utilisé dans les circuits imprimés pour sa non-conductivité et sa résistance à la chaleur. Il a également été utilisé pour une grande variété de produits de consommation, notamment des boules de billard, des poignées pour casseroles et poêles, des prises pour appareils électroniques et des bijoux.

Les matériaux organiques sont utilisés dans la fabrication du plastique à la fois pour fabriquer la résine de base et comme matériaux de remplissage. Les charges biologiques comprennent les farines de coques de noix, les farines de bois, la farine de coques de riz, la balle de blé, les coques de lin, la farine d'épis de maïs, les plumes de poulet, la farine de liège, la farine de coquilles de palourdes et bien d'autres. Les charges organiques additives ou les biocharges sont couramment utilisées dans les composites polymères pour allonger la résine de base. Ces polymères comprennent le polypropylène, le polyéthylène et le PVC. Les charges organiques présentent plusieurs avantages tels qu'une faible densité, un faible coût et une facilité de traitement des équipements. Cependant, les fibres naturelles ont tendance à se dégrader à des températures plus élevées, de sorte que les composites avec ces charges sont limités aux plastiques à basse température de fusion. Les fibres naturelles dans un composite thermoplastique ont également tendance à réduire la résistance aux chocs.

Aux États-Unis, les matériaux organiques sont souvent utilisés comme charges additives dans les composites bois-plastique (WTC) pour les matériaux de construction. Par exemple, Composite Technology Resources au Québec a ce genre de produit composé à 60 % de coques de riz et à 40 % de polyéthylène haute densité recyclé. Aux États-Unis et en Europe, les bioremplisseurs sont utilisés dans les applications automobiles, notamment les panneaux intérieurs, les tableaux de bord et les toits de voiture. Par exemple, des coques de riz provenant de fermes de l'Arkansas sont utilisées pour remplacer les charges à base de talc dans le polypropylène utilisé dans un faisceau électrique du camion Ford F-150 2014. La série Ford F est le camion le plus vendu aux États-Unis depuis plus de 35 ans. Dans la Volkswagen Golf 2015, le support avant qui supporte les phares, le système de refroidissement du moteur et d'autres systèmes d'aide à la conduite est composé à 50 % de polypropylène et à 50 % de fibres de lin.

Des composés organiques peuvent également être utilisés pour fabriquer la résine de base. Nous avons déjà évoqué les matières organiques qui composent la bakélite (phénoliques). La lignine est une autre source de biopolymères. La lignine est un polymère organique complexe présent dans les tissus des plantes et des arbres.

C'est la substance qui donne forme et forme aux tiges, brindilles et troncs. C'est l'un des polymères organiques les plus abondants sur Terre, juste derrière la cellulose. La lignine est un sous-produit de nombreux processus industriels, notamment les usines de pâte à papier, les biocarburants et la production chimique ou pharmaceutique à partir de matières végétales. La science de la fabrication de plastiques à partir de la lignine n'a pas encore été complètement développée et des recherches prometteuses sont en cours dans le monde, mais il existe des exemples de ces bioplastiques actuellement utilisés dans le commerce. Pure Lignin Biotechnology Ltd. au Canada commercialise des bioremplisseurs de lignine qui peuvent être ajoutés au polypropylène et au polyéthylène, constituant jusqu'à 20 % du polymère fini. Selon la société, les polymères résultants présentent une résistance à la traction améliorée et une augmentation du module de flexion. cycleWood Solutions, LLC, une start-up du programme MBA de l'Université de l'Arkansas, commercialise des sacs en plastique à usage unique fabriqués à partir d'un thermoplastique 100 % biodégradable et compostable à base de lignine, appelé Xylomer ^TM. Il peut être transformé en tasses, assiettes et sacs qui se décomposent en humus en 180 jours environ.

Alors que les réserves de pétrole s'épuisent et que la demande de bioplastiques recyclables augmente, nous pourrions voir beaucoup plus de matières organiques à la fois comme charges et comme résines de base dans l'industrie de fabrication de plastique.

Quelle est votre vision de l'avenir de la fabrication de plastique ? Faites-le moi savoir dans la section commentaires ci-dessous.

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