Composites PE/PP à forte teneur en déchets organiques
Question
Est-il possible d’incorporer jusqu’à 45 % en masse de déchets organiques ménagers (riches en cellulose, issus notamment du papier, du carton, des racines et des résidus végétaux) dans des polymères conventionnels tels que le PE ou le PP, afin de produire des composites capables de se substituer aux plastiques usuels, tout en garantissant leur viabilité économique ?
Expertise
Materia Nova possède des compétences en chimie des polymères, mise en œuvre de ceux-ci par extrusion (réactive), et dans les techniques d’analyses des matériaux.
Ces trois domaines sont essentiels pour élaborer des matériaux avec des propriétés contrôlées.
L’introduction de déchets organiques ménagers dans un polymère, par extrusion double-vis corotative, permet de finement disperser ceux-ci dans le polymère. Néanmoins, les matériaux obtenus présentent des propriétés mécaniques en deçà de celles du polymère (diminution de la résistance à l’impact, augmentation du module de flexion). Cette perte des propriétés est d’autant plus importante que le taux de déchets incorporé est élevé.
Par l’ajout d’additifs commercialement disponibles, il est possible d’introduire de forts taux de déchets organiques, tout en maintenant ou améliorant les propriétés du polymère de départ.
Les composites issus de ces stratégies d’additivation présentent des valeurs de MFI (Melt Flow Index) compatibles avec les procédés de mise en forme/mise en oeuvre usuels (injection et extrusion). De plus, la sensibilité à l’eau de ces composites (taux d’absorption d’eau ou relargage de composés) est très limitée ce qui ouvre des portes pour des applications dans l’aménagement extérieur (terrasses, constructions, containers, clôtures, ameublement, décoration) avec des propriétés mécaniques (par exemple à l’impact) supérieures aux Polymères classiques.
Solution
La dispersion fine de déchets organiques (à hauteur de 45%) dans une matrice polymère de type polyoléfinique, par extrusion bivis corotative (avec un profil de vis spécifique), en présence d’un additif aux propriétés physiques et chimiques judicieusement choisies (à hauteur de 10%), permet d’élaborer un matériau pouvant trouver des applications dans l’aménagement extérieur (terrasses, constructions, containers, clôtures, ameublement, décoration) avec des propriétés mécaniques (par exemple à l’impact) supérieures aux Polymères classiques. L’ajout de déchets organiques à hauteur de 45% permettrait d’atteindre un prix de revient inférieur au cout de fabrication avec le polymère de base.