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Stratégie

Des plastiques multifonctions et biosourcés pour des films d'emballage

En ajoutant des particules minérales modifiées organiquement dans un polymère biosourcé, les chercheurs de l'Institut de chimie de Clermont-Ferrand1 réalisent des nanocomposites qui conjuguent résistance thermo-mécanique, propriétés anti-oxygènes, antibactériennes, etc.

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Le secteur de l'emballage représente 40 % de la consommation de matières plastiques. Pour ces matériaux à courte durée d'utilisation, la production à partir de matières premières biosourcées et la biodégradabilité sont des enjeux environnementaux et économiques majeurs. C'est dans ce contexte qu'une équipe de l'Institut de chimie de Clermont-Ferrand1 a développé une solution pour fabriquer des films d'emballage biosourcés, biodégradables, et que l'on peut doter « à façon » d'un ensemble de propriétés.

Les chimistes se sont intéressés au polybutylène succinate (PBS), un polymère biodégradable et 100 % biosourcé lorsque les deux sources organiques qui le composent (acide succinique et butane-diol) sont obtenues à partir d'une fermentation bactérienne. Le PBS sert notamment à fabriquer des films pour l'emballage. Les chercheurs ont mis au point une formulation2 qui améliore la résistance thermo-mécanique du polymère, mais permet aussi de le doter de diverses propriétés intéressantes pour l'emballage alimentaire. Ils dispersent dans le polymère une faible quantité de charges nanométriques, composées d'argiles lamellaires, qui renforcent ses caractéristiques mécaniques. Mais ces argiles sont en fait modifiées, puisque des molécules organiques, elles-aussi bio-sourcées, sont intercalées entre les lamelles, afin de conférer au matériau des propriétés anti-oxygène, anti-bactériennes, anti-UV, etc. L'insertion des molécules actives dans la charge lamellaire a aussi pour avantages de les protéger des fortes températures et d'empêcher leur migration.

Les travaux des chercheurs de l’Institut de chimie de Clermont-Ferrand, menés en collaboration avec l’université de Bologne (Italie), ont été accompagnés par le programme de prématuration du CNRS.. « Ce programme avait pour but de permettre l'élaboration d’une « boîte-à-outils » pour créer à façon des formulations répondant à diverses applications », explique Fabrice Leroux, directeur CNRS de l'Institut de chimie de Clermont-Ferrand. Les chimistes préparent maintenant la phase suivante : le passage à une unité de production pilote, capable de fabriquer des lots de quelques kilos, dans l'optique de lancer des tests avec des industriels.

 

1 CNRS/Université Clermont-Auvergne/Sigma Clermont

2 Brevet FR2016051189, en copropriété CNRS/Université Blaise Pascal- Clermont II/Université de Bologne/Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Clermont Ferrand, du 22/05/2015 et étendu (WO2016189228A1) le 01/12/2016.

 

Contacts :

Fabrice Leroux / Institut de chimie de Clermont-Ferrand / fabrice.leroux@uca.fr

Vincent Verney / Institut de chimie de Clermont-Ferrand / vincent.verney@uca.fr