Une conception basée sur les connaissances pour de meilleurs bio-polymères
Les polymères classiques ou plastiques sont réalisés à partir de produits à base de pétrole et la pression se fait ressentir pour trouver des alternatives bio-polymères. En outre, les charges inorganiques nano-céramiques généralement utilisées pour conférer des propriétés uniques démontrent une faible stabilité pendant le traitement et en service. Le projet NANOSTAB-GB («Novel nano-stabilisation for green bioplastic nanocomposites») financé par l'UE a offert une solution aux deux problèmes. Les scientifiques ont développé de nouveaux composites présentant une meilleure stabilité thermique et durabilité sur la base de l'utilisation des bio-polymères et des charges de nano-argile fonctionnalisées. Leurs stratégies de stabilisation intelligentes pour modifier le nanoargile avec des antioxydants induisent un renforcement des réseaux bio-polymère-nanoargile. Dans une approche, les chercheurs de NANOSTAB-GB ont développé de nouveaux modificateurs organiques d'argile contenant un antioxydant ou un stabilisateur de lumière (amine encombrée) pour inhiber la photo-oxydation du polymère. Les argiles modifiées ont été incorporées dans les bio-polymères de polyamide (PA11) et l'acide polylactique (PLA) pour produire de nouveaux composites bio-polymère-argile. Les nouveaux composites se sont révélés plus stables pendant le traitement thermique et ont accéléré l'exposition aux ultraviolets par rapport aux mêmes polymères contenant des modificateurs organiques d'argile disponibles dans le commerce. Dans une seconde approche, les scientifiques ont exploité une classe de molécules relativement neuve, les hydroxydes doubles lamellaires (LDH). Les couches de charge positive sont séparées par une inter-couche d'anions faiblement liés qui peuvent être remplacés par une variété d'espèces chargées négativement. L'équipe a synthétisé de nouvelles particules LDH contenant soit un antioxydant, soit un stabilisateur de lumière. Ceux-ci ont été incorporés dans PA11 et PLA. Les nouveaux nanocomposites LDH à base de bio-polymères n'étaient pas aussi stables à hautes températures que les composites avec LDH non modifié mais présentaient une meilleure stabilité de photo-oxydation dans les essais d'évaporation accélérés. NANOSTAB-GB a préparé avec succès des nanocomposites d'argile fonctionnalisés à base de bio-polymères stables exploitant une sorte de solution miracle ou de mécanisme de stabilisation dirigé vers le site. Les nano-charges d'argile fonctionnalisées innovantes, outre leur rôle de nano-charge, ont stabilisé le nano-composite. Disponibles sur demande sur les sites d'oxydation (l'interface entre la matrice polymère et la charge), ils ont assuré une inhibition maximale pour une meilleure stabilité à long terme. Le projet a donné une voie importante à la stabilisation des polymères, bio ou non, qui emploient des nano-charges d'argile. Ses nouvelles nano-charges fonctionnalisées avec capacités de stabilisation intégrées amélioreront la durabilité de nombreux produits. Ensemble, les résultats ont apporté une contribution importante à une bio-économie durable basée sur les connaissances pour l'Europe.
