Les polymères parfaits - des polymères qui équilibrent les propriétés physiques et les effets environnementaux - n'existent pas, mais le téréphtalate de polybutylène (PBAT) est plus proche de la perfection que beaucoup.
Après des décennies de non-emprise de leurs produits se retrouvant dans les décharges et les océans, les fabricants de polymères synthétiques sont sous pression pour assumer la responsabilité. Beaucoup redoublent leurs efforts pour promouvoir le recyclage pour repousser les critiques. D'autres sociétés tentent de résoudre le problème des déchets en investissant dans des plastiques bioradables bio-basés tels que l'acide polylactique (PLA) et les esters d'acide gras en polyhydroxy (PHA), dans l'espoir que la dégradation naturelle atténuera au moins certains des déchets.
Mais le recyclage et les biopolymères sont confrontés à des obstacles. Par exemple, malgré des années d'efforts, les États-Unis recyclent toujours moins de 10% des plastiques. Et les polymères bio-basés - souvent les produits de fermentation - ont du mal à atteindre les performances et l'échelle des polymères synthétiques qu'ils sont censés remplacer.
PBAT combine certaines des propriétés bénéfiques des polymères synthétiques et bio. Il est dérivé de produits pétrochimiques communs - acide téréphtalique raffiné (PTA), butanediol et acide adipique, mais il est biodégradable. En tant que polymère synthétique, il peut être facilement produit en masse et il a les propriétés physiques nécessaires pour rendre les films flexibles comparables à ceux des plastiques traditionnels.
L'intérêt pour le PBAT est en augmentation. Les producteurs établis tels que le BASF allemand et le Novamont italien voient une demande accrue après des décennies de développement du marché. Ils sont rejoints par plus d'une demi-douzaine de producteurs asiatiques qui s'attendent à ce que les affaires pour le polymère s'épanouissent alors que les gouvernements régionaux poussent à la durabilité.
Marc Verbruggen, ancien PDG du fabricant de PLA Natureworks et maintenant consultant indépendant, estime que le PBAT est «le produit bioplastique le moins cher et le plus facile à fabriquer» et il pense que PBAT devient le bioplastique flexible prééminent, il est en avance sur l'ester Butanediol en poly ( PBS) et les concurrents PHA. Et il est susceptible de se classer aux côtés de PLA en tant que deux plastiques biodégradables les plus importants, qui, selon lui, devient le produit dominant pour les applications rigides.
Ramani Narayan, professeur de génie chimique à la Michigan State University, a déclaré que le principal argument de vente de PBAT - sa biodégradabilité - provient de liaisons ester, plutôt que le squelette carbone-carbone dans des polymères non dégradables comme le polyéthylène. Les liaisons d'ester sont facilement hydrolysées et endommagées par les enzymes.
Par exemple, l'acide polylactique et le PHA sont des polyesters qui se dégradent lorsque leurs liaisons ester se cassent. Mais le polyester le plus courant - le polyéthylène téréphtalate (TEP), utilisé dans les fibres et les bouteilles de soude - ne se décompose pas aussi facilement. En effet, l'anneau aromatique dans son squelette provient de PTA. Selon Narayan, les anneaux qui donnent des propriétés structurelles rendent également l'hydrophobe TEP. "L'eau n'est pas facile à entrer et elle ralentit tout le processus d'hydrolyse", a-t-il déclaré.
BASF fabrique du polybutylène téréphtalate (PBT), un polyester fabriqué à partir de butanediol. Les chercheurs de l'entreprise ont recherché un polymère biodégradable qu'ils pouvaient facilement produire. Ils ont remplacé un peu de PTA dans du PBT avec de l'acide glycolique diacide adipeux. De cette façon, les parties aromatiques du polymère sont séparées afin qu'elles puissent être biodégradables. En même temps, il est laissé suffisamment de PTA pour donner au polymère des propriétés physiques précieuses.
Narayan pense que le PBAT est légèrement plus biodégradable que PLA, qui nécessite un compost industriel pour se décomposer. Mais il ne peut pas rivaliser avec les PHA disponibles dans le commerce, qui sont biodégradables dans des conditions naturelles, même dans les environnements marins.
Les experts comparent souvent les propriétés physiques du PBAT au polyéthylène à basse densité, un polymère élastique utilisé pour faire des films, tels que des sacs à ordures.
Le PBAT est souvent mélangé avec du PLA, un polymère rigide avec des propriétés de type polystyrène. La marque Ecovio de BASF est basée sur ce mélange. Par exemple, Verbruggen dit qu'un sac à provisions composable contient généralement 85% de PBAT et 15% de PLA.
Novamont ajoute une autre dimension à la recette. La société mélange PBAT et d'autres polyesters aromatiques aliphatiques biodégradables avec amidon pour créer des résines pour des applications spécifiques.
Stefano Facco, le nouveau directeur du développement commercial de la société, a déclaré: «Au cours des 30 dernières années, Novamont s'est concentré sur les applications où les capacités de dégradation peuvent ajouter de la valeur au produit lui-même. "
Un grand marché pour le PBAT est le paillis, qui se propage autour des cultures pour empêcher les mauvaises herbes et aider à conserver l'humidité. Lorsque le film de polyéthylène est utilisé, il doit être tiré vers le haut et souvent enterré dans les décharges. Mais les films biodégradables peuvent être cultivés directement dans le sol.
Un autre grand marché est les sacs à ordures compostables pour les services alimentaires et la collecte de gaspillage de la nourriture et de la cour.
Des sacs de sociétés tels que Biobag, récemment acquis par Novamont, sont vendus chez les détaillants depuis des années.
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