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Jun 17, 2023

Éléments de base chimiques précieux récupérés à partir de déchets de polystyrène

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Le polystyrène, matériau principal de la vaisselle en plastique et des matériaux isolants, est un polymère largement utilisé mais actuellement difficile à recycler. Dans un article publié dans la revue Angewandte Chemie, une équipe de chercheurs américains a développé une approche thermochimique, permettant de récupérer des produits chimiques précieux à partir de déchets de polystyrène au cours d'un processus simple en deux étapes. Cette nouvelle approche pourrait permettre le recyclage des matériaux d’isolation et d’emballage pour une économie du plastique véritablement circulaire.

Le nouveau « Degradation Upcycling » (Deg-Up en abrégé) permet de produire une large gamme de produits chimiques aromatiques de grande valeur à partir de déchets de polystyrène, comme l'expliquent Guoliang Liu et les co-auteurs de Virginia Tech à Blacksburg, aux États-Unis. , expliquer. Le procédé implique une cascade en deux étapes : dans une première étape, le polystyrène est décomposé pour donner le benzène comme principal produit de dégradation, et dans une deuxième étape, ce produit benzénique est chimiquement modifié dans le même réacteur. Le processus donne naissance à des dérivés benzéniques, couvrant de nombreuses substances importantes pour les industries cosmétique et pharmaceutique.

Les méthodes de décomposition du polystyrène en benzène nécessitent généralement des catalyseurs coûteux, sont gourmandes en énergie ou produisent un mélange complexe de produits. La nouvelle méthode thermochimique de Liu et ses collègues utilise des catalyseurs de chlorure d'aluminium peu coûteux et peut être réalisée dans des réacteurs à une température modérée de 80 °C (environ 180 °F). Un autre avantage de leur méthode est l’utilisation intelligente du solvant, le benzène. « Seule la quantité de benzène récupérée du polymère est convertie en produit chimique souhaité. Le solvant inutilisé peut être recyclé pour traiter davantage de polymères », explique Liu.

Pour prouver le concept, l'équipe a dissous divers types de déchets de polystyrène, tels que des cacahuètes d'emballage et des ustensiles en plastique, dans du benzène, et a chauffé le mélange dans un réacteur sans air, avec du chlorure d'aluminium comme seul réactif. Le produit liquide, constitué principalement de benzène, pourrait être utilisé directement pour obtenir les produits chimiques à valeur ajoutée souhaités avec un rendement élevé et une sélectivité élevée.

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Par exemple, en ajoutant le réactif chlorure d’acétyle, l’équipe a obtenu de l’acétophénone, un produit chimique important dans les industries cosmétique et pharmaceutique. En ajoutant le réactif correspondant, le chlorure d'oxalyle, l'équipe a obtenu la benzophénone, un ingrédient courant dans les produits de protection solaire et les additifs plastiques. En outre, des composés aromatiques soufrés, dont certains sont utilisés comme solvants haute performance dans l'industrie des polymères, ont été produits avec un degré élevé de sélectivité à partir de déchets de polystyrène.

L’objectif de cette nouvelle méthode de valorisation chimique est de recycler de grands volumes de déchets de polystyrène en produits chimiques à valeur ajoutée destinés à d’autres procédés industriels. Ayant une faible densité, les matériaux isolants en polystyrène ne sont pas bien adaptés au recyclage mécanique, c'est-à-dire au processus de tri, de déchiquetage et de transport des matériaux pour la fabrication rentable de nouveaux produits. Le processus Deg-Up décrit ici, en revanche, est robuste, tolérant la contamination et convient comme plate-forme pour le recyclage chimique de gros volumes de déchets de polystyrène.

Référence : Munyaneza NE, Posada C, Xu Z et al. Une plate-forme générique pour le recyclage du polystyrène en arylcétones et composés organosulfurés. Ang Chem Int Ed. e202307042. est ce que je:10.1002/anie.202307042

Cet article a été republié à partir des documents suivants. Remarque : le matériel peut avoir été modifié en termes de longueur et de contenu. Pour plus d’informations, veuillez contacter la source citée.