les breves innovation n° 91
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GROUPE FRANÇAIS D'ÉTUDES ET D'APPLICATIONS DES POLYMÈRES Septembre 2013 LES BREVES INNOVATION N° 91 Informations rassemblées et compilées par A. Momtaz 1. Nouveaux PRODUITS, nouveaux Matériaux Why Apple loves plastics The Return of the Ketene Graphène : où en sommes-nous ? Croissance du marché des polymères électroactifs 2. Techniques de synthèse: matières premières, procédés, outils Scope and limitations of the nitroxide-mediated radical ring-opening polymerization of cyclic ketene acetals Synthesis of highly regioregular poly[3-(4-alkoxyphenyl)-thiophene]s by oxidative catalysis using copper complexes 3. Techniques de MISE en ŒUVRE et ADDITIFS de formulation Want to smash stuff on cellulose bioplastics? Just add polyethylene! 4. Polymères biosourcés, biopolymères, biocarburant Recycler et réutiliser la biomasse Nouveautés dans les bioplastiques ii Septembre 2013 5. APPLICATIONS des Polymères a. Systèmes intelligents “Terminator” Polymer: Self-Healing Polymer That Spontaneously and Independently Repairs Itself Un matériau flexible qui change de couleur lorsqu'il est étiré b. Polymères pour l’électronique La télévision du futur prend forme à Berlin Transparent Conductive Films (TCF) 2014-2024 Physicists develop polymer with tunable colours New Transparent, Ultra-Stretchable, Foldable Elastic OLED c. Revêtement de surface Un nouvel agent ignifuge pour les mousses PU Remédier aux résidus collants de denrées alimentaires par de nouveaux revêtements d. Energie Solar cell performance improves with ion-conducting polymer Progrès récents concernant les matériaux thermoélectriques aux Etats-Unis: Utilisation de semi-conducteurs organiques e. Transport Conteneurs flottants f. Bâtiment Du PVC antibruit iii Septembre 2013 g. Textile Des textiles lumineux pour traiter la jaunisse du nourrisson LES POLYMERES ONT LA FIBRE INNOVANTE Reconnaitre des textiles contrefaits h. Médical, santé Antimicrobial plastics play role in disease prevention Bioresorbable plastics star in new tissue engineering technology Des pansements qui signalent une infection 6. Techniques d'ANALYSE de calcul et de CARACTERISATION, études TOXICOLOGIQUES Research on Thermal Degradation of Carbon Nanotube Polymer Composites Presented at ACS Meeting New Malvern application note illustrates how Viscotek SEC-MALS 20 measures protein aggregation Prediction of the Q–e parameters from transition state structures 7. RECYCLAGE, ENVIRONNEMENT, REGLEMENTATIONS Angleterre : bientôt de l'argent propre grâce au billet en plastique McDonald's to phase out PS hot beverage cups 8. Enseignement et Recherche R.A.S. iv Septembre 2013 9. ECHOS de l'INDUSTRIE Arkema à nouveau lauréat du prix Pierre Potier pour le Rilsan GROUPE FRANÇAIS D'ÉTUDES ET D'APPLICATIONS DES POLYMÈRES Septembre 2013 LES BREVES INNOVATION N° 91 Informations rassemblées et compilées par A. Momtaz 1. Nouveaux PRODUITS, nouveaux MATERIAUX Why Apple loves plastics It's no wonder that Apple keeps bulking up its materials' engineering capabilities. New types of plastics and molding capabilities keep emerging, creating opportunities for high-end consumer electronics applications. Given Apple's demand for the highestpossible quality, and willingness to pay for it, high end materials' science is a perfect fit for the company. Apple, for example, has been a leader in looking for applications for injection molded metallic glass. Apple tested the material in the SIM card eject tool for the iPhone 3G. The U.S. Patent Office recently awarded a patent to Crucible Intellectual Property (a JV of Apple and Liquidmetal Technologies) for bulk amorphous alloy sheet forming processes. The development excited the stock penny crowd enough to boost the sagging share prices of LMT, which has also been working on a unique injection molding process developed by Engel. In fact, the stock price rose enough to allow LMT to pay off a senior debt note that was due Sept. 1. It is not clear how Apple might use the "liquid" metal sheets. Apple is famously secretive about its materials technology and design development. While Apple has been a leader in development of specialty metals and glass for its consumer electronics devices, plastics clearly are in its gunsights. Apple loves plastics because they are lightweight, strong, can be cost-effectively mass produced, and can be injection molded into complex shapes that combine functionality. Component integration boosts reliability and cuts costs. Breakthrough materials of interest to Apple include thermoplastic carbon composites for housings. That's the same material now used in the latest designs of aircraft fuselages and wings. 2 Septembre 2013 Possibly the most important reason Apple likes plastic is its very high technical ceiling. As an illustration of the emerging technical potential of plastic, consider research published recently in Nature Chemistry. Duke scientists showed that engineering plastics compound can actually be strengthened by shear mechanical forces, as in you drop a smart phone and instead of breaking, it gets tougher. Polybutadiene was functionalized with something called dibromocyclopropane mechanophores, whose mechanical activation creates crosslinking. The crosslinking is activated by shear forces. "The resulting covalent polymer networks possess moduli that are orders-of-magnitude greater than those of the unactivated polymers," say the researchers. No one outside of Apple will know what materials technology is actually used in the latest phone or tablet until they are commercially released. Nor will Apple confirm or deny that any material is under review. But you can bet that plastics will be playing a bigger and bigger role. Source : http://www.plasticstoday.com/articles/why-apple-lovesplastics0903201301 The Return of the Ketene After over a century of neglect, Ketenes have reemerged as a useful tool for synthetic chemists and materials scientists. Ketenes, a class of organic compounds, have found a host of revolutionary new applications in medicine, commodities, and photolithography. Hermann Staudinger isolated and characterized diphenylketene in 1905. The Ketene function group was first discover in 1905 by none other than Hermann Staudinger, widely considered the father of polymer chemistry. At the age of 25, Staudinger succeeded in synthesizing and characterizing the first ketene. Hermann Staudinger isolated and characterized diphenylketene in 1905. The discovery, one of the last major function groups reported in organic chemistry, served as the basis of his work for before his landmark paper 1925 paper on polymerization.While Staudinger’s work on polymers would win him the 1953 Nobel Prize, ketenes became something of a forgotten functional group. Dr. Craig Hawker, coauthor of ”The Emerging Utility of Ketenes in Polymer Chemistry,” 3 Septembre 2013 recently published in the Journal of Polymer Science, Part A: Polymer Chemistry, has a few reasons for the long neglect. “Ketenes have been neglected in polymer chemistry primarily because there was no reliable and user-friendly method to access ketenes in materials. The recent implementation of a number of ketene precursors that can be incorporated into polymers … has resulting in growing interest in ketenes as a functional platform for applications in engineered materials.” Indeed, modern advances can be attributed to the continued discovery of ketene precursors that can provide the functional group on demand when required. Among the many applications of ketenes is replacement of polycarbonates, offering the same properties while eliminating the use of bisphenol A, a known endocrine disruptor. Medical applications include the use in delivery of medical dyes and chemotherapy drugs to targeted sites in the body. Additional applications can be found in high-voltage cable insulation, replacement joints, hot water piping, and lithography. According to Dr. Hawker, “Ketenes have distinguished themselves as one of the most efficient and selective methods to thermally crosslink polymers. Beyond this simple but powerful application, ketenes will find use in applications that require on-demand access to both crosslinked and reactive materials. These hold great potential for thermally activated functional coatings and films in microelectronic and energy applications.” Although ketenes have long been one of the most under-appreciated functional groups in polymer science, their rediscovery and unique chemistry has led to a host of revolutionary applications. It also serves as an example of the utility of other underexplored functional groups. Undoubtedly, Hermann Staudinger would be proud. Source : http://www.materialsviews.com/the-return-of-theketene/?utm_source=rss&utm_medium=rss&utm_campaign=the-return-of-the-ketene Graphène : où en sommes-nous ? Ces derniers mois, le graphène a fait l'objet d'un battage médiatique le présentant comme le matériau miracle de demain. Aujourd'hui, plusieurs études présentent des perspectives plus réalistes. Les produits ne sont pas aussi mûrs que prévus et les applications aussi larges que prévu à court terme. Le graphène est souvent présenté comme le nouveau matériau magique de ce millénaire en raison de ses propriétés mécaniques, thermiques, électroniques exceptionnelles. Pourtant, l'expérience avec d'autres matières comme les nanotubes de carbone tend à montrer que les performances techniques ne sont pas toujours la garantie du succès commercial tant les défis peuvent être importants : coûts élevés, problèmes de mise en œuvre, concurrence avec d'autres matériaux émergents... L'activité R&D dans le domaine du graphène, le battage médiatique autour de ce matériau, la commercialisation proche de produits et l'intérêt des scientifiques et des pouvoirs publics amènent de nombreux spécialistes à s'interroger sur les acteurs du 4 Septembre 2013 marché, leur valeur, l'offre par rapport à la demande des applications, les progrès accomplis etc. Ces publications et rapports apportent une dose de réalisme dans la vision du marché du graphène. Vous trouverez le texte complet en annexe. Sirris évalue actuellement l'intérêt de s'investir dans la R&D sur le graphène. Si votre entreprise se sent concernée par l'un ou l'autre domaine, n'hésitez pas à le faire savoir à P. Ramaekers dans le domaine du graphène, [email protected] Annexe à télécharger : 9GrapheneAnnexe_FR.pdf Source : Sirris (27-09-2013) Croissance du marché des polymères électroactifs Le marché des EAP concerne aujourd'hui surtout les actionneurs et les capteurs. Dans les 5 ans, on verra apparaître des applications dans l'électronique grand public et plus tard dans la collecte d'énergie et le médical. Les polymères électroactifs (EAP) sont des polymères dont la forme ou la taille changent lorsqu'ils sont stimulés par un champ électrique. Ils n'ont émergé qu'il y a une dizaine d'années grâce à l'apparition de nouveaux matériaux qui permettent des allongements importants. Ils sont intéressants pour leur faible densité, leur grande capacité de déformation et leur résilience, pour leur rigidité adaptable et la variété de tailles et de formes qu'ils peuvent avoir (d'1 µm à plusieurs m). IDTechEX Research estime que leur marché devrait représenter 245 millions $ en 2013 et atteindre 2.25 milliards $ en 2018. En effet, ces matériaux sont utilisés depuis quelques années déjà dans des applications telles que des actionneurs, mais avec les progrès techniques récents s'ouvrent de nouvelles opportunités de croissance. Le champ est loin d'être mature. Il reste des progrès à faire en termes de performance, de stabilité à long terme et de fiabilité de la production de masse en fonction des exigences de chaque application. Le tableau suivant présente une comparaison des principaux types d'EAP en fonction de la déformation maximale, de la pression, du rendement, du champ électrique et du temps de cycle, avec les points forts et les propriétés à améliorer. 5 Septembre 2013 ©IDTechEx Ainsi, Artificial Muscle (AMI) de Bayer MaterialsScience a récemment pu éliminer les problèmes des champs électriques élevés et son actionneur EAP diélectrique ne consomme que 1.5 mW. Autre exemple: les actuateurs PVDF terpolymères de Strategic Polymers (SPS) présentent des allongements de 0.5-2.5%. Les actionneurs et capteurs (surface, volume) sont l'application la plus courante actuellement et le resteront dans les cinq prochaines années. Les diélectriques élastomères sont déjà largement produits, par exemple par 3M et disponibles commercialement, de même que les fluoropolymères piézoélectriques (PVDF), utilisés dans les actionneurs, nanocomposites, condensateurs, etc. Malheureusement, leur activation nécessite des courants électriques importants, ce qui limite leurs applications. La croissance de leur marché devrait venir de la mise au point de matériaux adaptés à des applications moins exigeantes mais en grand volume comme l'électronique grand public et les capteurs en film mince de grande surface. Les premiers prototypes ont commencé à apparaître, notamment dans les écrans tactiles. L'électronique grand public devrait représenter 38% des applications dans 5 ans. Dans le domaine de la récupération d'énergie, des systèmes basées sur les EAP sont étudiés pour récupérer l'énergie des vagues : ils sont en effet plus durables et moins coûteux à produire que les systèmes hydrauliques utilisés classiquement. Les actionneurs et capteurs font l'objet de R & D pour les dispositifs médicaux et la robotique biomimétique. Les polymères électroactifs sont utilisés pour permettre le mouvement, générer des forces ou contrôler électriquement des surfaces. Mais il s'agit là de marchés très exigeants au niveau des performances avec, dans le secteur médical, des restrictions et impositions importantes. Il faudra encore 5-10 ans avant les premières commercialisations dans ces deux secteurs de l'énergie et du médical. 6 Septembre 2013 © IDTechEx Source: Sirris (27-09-2013), www.idtechex.com Voir aussi: Techniline 07.12.12 - Polymères électro-actifs : les brevets 2. Techniques de synthèse: matières premières, procédés, outils Scope and limitations of the nitroxide-mediated radical ring-opening polymerization of cyclic ketene acetals The ring-opening polymerization of cyclic ketene acetals (CKAs) by controlled radical mechanisms represents an alternative route for the synthesis of aliphatic polyesters. For the first time, 5,6-benzo-2-methylene-1,3-dioxepane (BMDO) and 2-methylene-4phenyl-1,3-dioxolane (MPDL) were homopolymerized by nitroxide mediated polymerization (NMP), from the commercially available SG1-based BlocBuilder MA alkoxyamine. Various experimental conditions (i.e., reaction temperature, nature of solvent, and nature of the alkyl initiating radical) were varied to determine the optimized conditions in terms of polymerization kinetics and living character of the final polymer. Chain-end extensions from either PS-SG1 or PBMDO-SG1 were also performed in order to furnish PS-b-PBMDO and PBMDO-b-PS, respectively, thus demonstrating the synthesis of block copolymers comprising a CKA block. In order to have a better insight into the polymerization mechanism, the occurrence of side reactions was analyzed by 31P NMR spectroscopy and ESI-MS. It was supposed that the ketal-based macroradical could be irreversibly trapped by nitroxide and thus the corresponding macroalkoxyamine decomposed by CO–N bond dissociation. DFT calculations as well as 7 Septembre 2013 PREDICI modeling were also undertaken in order to support this hypothesis. Source: http://blogs.rsc.org/py/2013/09/09/paper-of-the-week-scope-and-limitationsof-the-nitroxide-mediated-radical-ring-opening-polymerization-of-cyclic-keteneacetals/ Synthesis of highly regioregular poly[3-(4-alkoxyphenyl)-thiophene]s by oxidative catalysis using copper complexes Poly(3-alkylthiophenes) are widely studied for potential organic electronic applications due to their wide delocalization of π electron density. The regioregularity of these materials is critical as only head-to-tail connection sequences allow energy stable planar conformation of the backbone providing for the delocalization. Previous syntheses varied between metal-catalyzed crosscoupling of thiophene monomers, which provide highly regioregular polymers in good yields, but are expensive and complicated and oxidative coupling which is simple and inexpensive, but provide materials with lower regioregularity. Laura Ricciotti and collaborators developed a synthetic procedure to prepare poly[3-(4-alkoxyphenyl)thiophene]s based on oxidative coupling catalyzed by copper (II) complexes. This method delivered the simplicity and cost-effectiveness of oxidative polymerization with extremely high regioregularity. Source: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pola.26849/abstract 3. Techniques de MISE en ŒUVRE et ADDITIFS de formulation Want to smash stuff on cellulose bioplastics? Just add polyethylene! Cellulose bioplastics with high impact strengthBioplastics are made from renewable plant or animal feedstock, as opposed to fossil fuels. Thus these materials are much greener than traditional plastics to boot. 8 Septembre 2013 Among the problems they present, which have so far hindered their widespread application in consumer products, are their poor mechanical properties. Often, if the bioplastic is flexible it is not tough, if it is tough it does not have high impact strength, and so on. You get the picture of materials that cannot be used, for example, to make your garden plastic lunch box, as they would not last long. One of the most promising starting materials to make bioplastics is cellulose, which is the most abundant renewable polymer in the world. The team of Yukihiro Kiuchi at the Smart Energy Research Laboratories of NEC Corporation in Japan, has been working for some time in improving cellulose bioplastics by adding cardanol, to achieve for example high water resistance, traditionally the Achilles’ heel of cellulose bioplastics. It is important to note that both cellulose and cardanol can be derived from nonedible plants (or anyway nonedible plant biproducts), thus not competing with food sources. Even though cardanol-grafted cellulose has many useful properties, it lacks the combination of high-impact strength and high flexibility that is necessary for durable consumer products. To achieve this, Kiuichi and coworkers added a tiny amount of a traditional petroleum-derived plastic material such as polyethylene (the material that makes the bulk of supermarket plastic bags) or polypropylene (found in reusable plastic containers, such as many Rubbermaid products). The amount of petroleum products they add is only 5%, which means the other 95% of the material is a bioplastic and thus renewable. The final material has both high impact strength (so you can smash stuff onto it several times before it breaks) and high flexibility (it bends but it does not break easily). This new type of plastic has all it needs to succeed in a complex marketplace, including the price. Even if the authors do not mention it in their article, all the starting materials used here are off-the-shelf ingredients, and thus the process should be scalable for industrial production. Source: http://www.materialsviews.com/want-to-smash-stuff-on-cellulose-bioplasticsjust-add-polyethylene/?utm_source=rss&utm_medium=rss&utm_campaign=want-tosmash-stuff-on-cellulose-bioplastics-just-add-polyethylene 9 Septembre 2013 4. Polymères biosourcés, biopolymères, biocarburants Recycler et réutiliser la biomasse Des bioplastiques PHA à partir de résidus de chocolat, des cendres d'oliviers dans les bétons autocompactants, des coques de graines de tournesol également dans les bétons, de l'amidon à partir de cellulose pour l'alimentation et pour les bioplastiques, des casques de vélo en papier recyclé. La biomasse est la fraction biodégradable des déchets et des résidus d'origine biologique provenant de l'agriculture et de l'industrie. Pour économiser l'utilisation des ressources naturelles, beaucoup d'efforts sont fournis pour l'exploiter. Quelques exemples récents. Des PHA à partir de résidus de chocolat L'usine Mars à Veghel (NL) étudie avec la TU Delft la possibilité d'utiliser ses eaux usées pour faire des bioplastiques. Elles contiennent des sucres et des acides gras. Elles sont mises à fermenter par des bactéries qui transforment les sucres en acide acétique, butyrique et caproïque et d'autres dérivés, à leur tour transformés en polyhydroxyalkanoate (PHA) par des microorganismes sélectionnés. L'unité pilote n'a pas encore atteint les rendements en PHA théoriques et les chercheurs continuent à améliorer le process pour réduire les coûts du bioplastique fabriqué et passer de 8 €/kg à 2 €/kg, auquel cas Mars pourrait envisager d'utiliser cette matière dans ses emballages. Des cendres d'oliviers dans les bétons autocompactants Des chercheurs de l'Université de Grenade proposent d'utiliser les cendres de combustion des pellets fabriqués avec les résidus d'élagage des oliviers pour améliorer les bétons. Les formulations de bétons autocompactants sont composées de sable, d'eau, de ciment, d'un filler et d'un additif superplastifiant qui améliore la fluidité du mélange à l'état liquide. Les cendres d'olivier recueillies dans les chaudières pourraient remplacer le 10 Septembre 2013 filler, ce matériau granulaire inerte de granulométrie fine. En effet, contrairement aux cendres volantes résidus de la combustion du charbon dans les centrales thermoélectriques et déjà largement utilisées, celles-ci sont très fines et inactives pendant le durcissement du béton. Les tests de laboratoire ont montré que les nouveaux bétons présentaient une résistance à la compression égale ou supérieure à celle du béton de référence. Pellets avant combustion Cubes de béton Des coques de graines de tournesol dans les bétons Les coques de graines de tournesol sont généralement considérées comme des déchets. Mais des chercheurs turcs étudient leur réutilisation dans les bétons. La qualité des matériaux obtenus est satisfaisante. Ils sont même plus résistants à la fissuration que le béton classique lors de cycles de gel/dégel. Avec de grandes concentrations de coques, les nouveaux bétons seraient utilisables surtout comme bétons d'isolation. Avec des quantités plus faibles, ils feraient des bétons légers pour des constructions telles que les bâtiments agricoles. De l'amidon à partir de cellulose La cellulose est un matériau constitutif des parois cellulaires des plantes. Des chercheurs de Virginia Tech envisagent de transformer celle des végétaux non alimentaires en amidon, ce composant essentiel de notre alimentation, qui représente 20-40% de l'apport journalier en calories. Cette transformation pourrait réduire les surfaces de terres à cultiver pour nourrir la planète et donc la consommation d'eau, d'engrais, de pesticides… L'amidon pourrait être utilisé aussi dans la fabrication de bioplastiques. La cellulose et l'amidon ont la même formule chimique, les différences sont dans leurs liaisons chimiques. Les chercheurs mettent en place un processus de cascade enzymatique pour briser les liens de la cellulose et permettre une reconfiguration en amidon. Le procédé part de la cellulose de matières végétales non alimentaires comme les tiges 11 Septembre 2013 de maïs, en convertit 20% en amylose (amidon linéaire) et hydrolyse le reste en glucose approprié pour la production par fermentation microbienne d'éthanol (biofuel) dans le même bioréacteur. Les enzymes sont des endoglucanases, cellobiohydrolyases, cellobiophosphorylases, phosphorylases alpha-glucanes provenant de sources bactériennes, fongiques et végétales, certains polypeptides étant indispensables au processus. Le procédé est facilement industrialisable, écologique, ne nécessite ni chaleur ni réactifs chimiques et ne génère pas de déchets. Les enzymes sont immobilisés sur des nanoparticules magnétiques et peuvent être facilement recyclés en mettant en œuvre un champ magnétique. Des casques de vélo en papier recyclé Les systèmes de location de vélos se développent dans les villes. Mais le casque pose souvent problème au cycliste : soit il a apporté le sien, soit il s'en passe, ce qui est dangereux - et interdit dans certains pays. Pour cette application, des concepteurs du Royal College of Art de Londres ont imaginé de fabriquer des casques en pâte à papier. Le processus est simple : de vieux journaux sont trempés dans l'eau jusqu'à former une pâte dans laquelle des additifs organiques sont ajoutés pour rendre la masse résistante en 6 h. Le mélange est ensuite formé sous vide, chauffé et séché. Un pigment naturel permet de différencier les tailles de casques. Ce procédé bon marché permettrait de vendre l'objet pour 1.50 $ dans des distributeurs automatiques ou des magasins locaux. Le casque répond aux normes de sécurité européennes. Sources: Sirris (20-09-2013), www.delta.tudelft.nl, www.agenciasinc.es, www.sciencedirect.com, www.alphagalileo.org, www.vtnews.vt.edu, www.pnas.org, www.paperpulphelmet.com 12 Septembre 2013 Nouveautés dans les bioplastiques Un bouchon chez Tetra Pak et des aires de jeux chez Plastic Omnium, tous deux en PE issus de la canne à sucre. Un film PA biobasé aussi résistant qu'un PA classique chez DSM et un nouveau PA 6,6 chez Rennovia. Du bio-PBT chez Toray. Des emballages actifs biosourcés à partir de PCL, d'amidon et de chitosan. Enfin, une étude sur l'occupation des sols arables par l'industrie des bioplastiques. Un bouchon biobasé chez Tetra Pak Tetra Pak a annoncé récemment le lancement de Lightcap 30, un bouchon en polyéthylène haute densité (HDPE) fabriqué à partir de canne à sucre. Après fermentation, le jus de celle-ci est fermenté puis distillé pour produire de l'éthanol, luimême transformé ensuite en éhtylène par un processus de déshydratation. L'éthylène est polymérisé en polyéthylène, lequel sert à la fabrication du bouchon. TINE, producteur norvégien de produits laitiers, est le premier client à utiliser ce capuchon en bioplastique en Europe. Des aires de jeux en bio-PE Plastic Omnium a développé des aires de jeux écoconçues fabriquées également en polyéthylène issu de la canne à sucre . Cette matière permettrait de diviser par 6 les émissions de CO2 par rapport à un PE classique, avec des performances techniques identiques. Un film PA biobasé aussi résistant qu'un PA classique DSM a lancé avec l'extrudeur MF Folien un nouveau film polyamide basé sur la matière EcoPaXX PA 410, biobasée à 70% (huile de ricin). Le matériau, facile à mettre en œuvre, donne un film avec un meilleur allongement à la rupture et un plus haut point de fusion qu'un PA6 classique. Sa résistance chimique et thermique est également plus élevée. Les propriétés barrières à l'oxygène sont similaires et le taux de transfert de l'humidité est 13 Septembre 2013 réduit. Les applications se situent dans l'emballage flexible, la construction, le médical, l'aéronautique… MF Folien a développé des films 30 µm dès 2011, mais aujourd'hui, la firme fait des tests pour ses clients avec des films de 30, 40 ou 50 µm. Les prix sont encore élevés (3-4 x ceux des PA classiques), mais d'une part les performances sont importantes et d'autre part, les coûts devraient diminuer avec l'augmentation de la production. Un nouveau PA 6,6 Rennovia est une entreprise spécialisée dans le développement de nouveaux catalyseurs pour la production de produits chimiques à partir de matières premières naturelles. La firme a mis au point la production d'hexaméthylènediamine (HMD) à partir de ressources renouvelables largement disponibles. Comme elle produit également de l'acide adipique, elle peut polymériser des PA 6,6 100% biobasés à partir de monomères dérivés de ressources renouvelables. La production du bio-HMD devrait être 20-25% moins coûteuse qu'à partir de pétrole, avec un investissement à la tonne plus faible. 14 Septembre 2013 Du bio-PBT chez Toray Toray a été la première entreprise au monde en 1976 à produire commercialement du PBT (polybutylène téréphtalate) par polymérisation directe de l’acide téréphtalique et du BDO. Aujourd'hui, Toray lance la production à l'échelle pilote d'un bio-PBT partiellement biosourcé à partir du 1,4-butanediol (BDO) de Genomatica issu de ressources renouvelables. Le bio-PBT obtenu présente des propriétés physiques et une aptitude à la mise en oeuvre similaires à celles du PBT classique. Les essais chez les clients démarrent cette année. Des emballages actifs partiellement biosourcés Ces dernières années, les emballages actifs et intelligents pour les applications alimentaires ont pris une grande importance. Des chercheurs de l'Ecole des Mines de Douai et de l'Université de Rouen s'intéressent à l'aspect biosourcé de tels produits. Ils ont réalisé des films d'emballage en mélangeant PCL (polycaprolactone) et amidon pour améliorer l'aptitude au contact alimentaire des emballages et obtenir un effet absorbeur d'humidité. Ces deux matières ont été sélectionnées parce qu'elles s'extrudent sans dégradation dans la même plage de température (80-100°C). Des mélanges d'amidon ou de farine de blé plastifiée avec du glycerol (20% poids) et de l'eau (10%) ont été réalisés dans un turbomixeur puis une extrudeuse double-vis. Ces granulés ont été ensuite mélangés à des granulés de PCL et passés dans une extrudeuse simple vis pour former des films cast. L'application de différentes vitesses de vis et différentes proportions de mélanges ont permis d'obtenir des matières avec des poids moléculaires variés. La migration du PCL dans les films pseudo-multicouches et multicouches a été étudiée, de même que l'effet absorbeur d'humidité. Les chercheurs ont également inclus du chitosane dans la formulation pour réduire le potentiel d'adhérence bactérienne sur l'emballage. 15 Septembre 2013 Bioplastiques et terres agricoles Certains craignent parfois que l'utilisation de ressources végétales pour les bioplastiques entre en compétition avec les cultures alimentaires. European Bioplastics vient de compiler des données de diverses sources pour éclaircir ce point : les cultures pour l'industrie des bioplastiques n'occuperaient que 0.006% des terres agricoles aujourd'hui et 0.022% en 2016, ce qui ne poserait pas de problème en termes de partage des surfaces arables. Dans le monde, seuls 37% du sol sont utilisés pour l'agriculture, dont 70% pour les prairies et 30% pour les terres arables. Ces 30% correspondent pour 27% aux cultures vivrières, pour 2% aux matériaux, y compris les bioplastiques et pour 1% aux biofuels. Sources: Sirris (20-09-2013), www.tetrapak.com, www.francebtp.com, www.dsm.com, www.rennovia.com, www.toray.com, www.sciencedirect.com, http://en.europeanbioplastics.org 16 Septembre 2013 5. APPLICATIONS des Polymères a. Systèmes intelligents “Terminator” Polymer: Self-Healing Polymer That Spontaneously and Independently Repairs Itself The elastomer mends itself after being cut in two by a razor blade and can be manually stretched without rupture. (Credit: Image courtesy of Royal Society of Chemistry) Self-healing polymers mend themselves by reforming broken cross-linking bonds. However, the cross-linking healing mechanism usually requires an external stimulus. Triggers to promote bond repair include energy inputs, such as heat or light, or specific environmental conditions, such as pH. Self-healing polymers that can spontaneously achieve quantitative healing in the absence of a catalyst have never been reported before, until now. Ibon Odriozola previously came close when his group at the CIDETEC Centre for Electrochemical Technologies in Spain developed self-healing silicone elastomers using silver nanoparticles as cross-linkers. Unfortunately, an applied external pressure was required and the expensive sliver component disfavoured commercialisation. But now they have achieved their goal to prepare self-healing elastomers from common polymeric starting materials using a simple and inexpensive approach. An industrially familiar, permanently cross-linked poly(urea-urethane) elastomeric network was demonstrated to completely mend itself after being cut in two by a razor blade. It is the metathesis reaction of aromatic disulphides, which naturally exchange at room temperature that causes regeneration. Ibon stresses the use of commercially available materials is important for industrial applications. He says the polymer behaves as if it was alive, always healing itself and has dubbed it a "terminator" polymer -- a tribute to the shape-shifting, molten T-1000 17 Septembre 2013 terminator robot from the Terminator 2 film. It acts as a velcro-like sealant or adhesive, displaying an impressive 97% healing efficiency in just two hours and does not break when stretched manually. David Mecerreyes, a polymer chemistry specialist at the University of the Basque Country in Spain, sees opportunities to use this elastomer to improve the security and duration of many plastic parts, for example in cars, houses, electrical components and biomaterials. 'The introduction of a room temperature exchangeable covalent bond in classic thermoset elastomers provides unique autonomous self-healing abilities without comprising the pristine material properties,' says Richard Hoogenboom, head of the Supramolecular Chemistry group at Ghent University in Belgium. 'Close resemblance of this novel self-healing thermoset elastomer with current commercial materials makes it highly interesting for extending the lifetime of such materials.' Future work by the group will concentrate on stronger polymeric materials as the current poly(urea-urethane) composite is relatively soft. Source: http://www.sciencedaily.com/releases/2013/09/130913101819.htm Un matériau flexible qui change de couleur lorsqu'il est étiré Des chercheurs de l’Université de Cambridge, en collaboration avec le Fraunhofer Institute for Structural Durability and System Reliability, ont développé un matériau mince et flexible dont les couleurs structurelles s'inspirent des opales. Appelé "opale polymère", ce matériau présente le même comportement optique que l'opale naturelle. Celle-ci doit ses couleurs aux sphères de silice organisées en couches plus ou moins régulières qui la constituent. L’opale polymère se base sur un principe similaire : elle est constituée d’une matrice - élastique ici - contenant des nanoparticules. La couleur du matériau dépend de la taille des particules et de la distance qui les sépare. Lorsqu’il est étiré, sa couleur tend vers les plus petites longueurs d’onde (vers le bleu) ; inversement, lorsqu’il est comprimé, elle tend vers les plus grandes longueurs d’onde (vers le rouge). Dans l’idéal, il serait possible de générer toutes les couleurs à partir d’une seule taille de particules. L’opale polymère peut être associée à une couche de polyuréthane puis à n’importe quel tissu pour remplacer les pigments; elle peut être coupée, laminée, soudée, cousue, gravée, gaufrée, perforée... Il est possible de rendre la déformation et donc le changement de couleur réversible ou non selon l’application désirée. 18 Septembre 2013 Ce matériau pourrait avoir des applications en sécurité et anti-contrefaçon car il est plus coloré et moins cher que les hologrammes. Il serait aussi plus difficile à fabriquer. Autre application : le changement de couleur avec la déformation peut être utilisé pour détecter les déformations. L'équipe est à la recherche d’un partenaire industriel pour poursuivre les développements de la technologie et amener l'opale polymère sur le marché. Sources: Sirris (27-09-2013), www.np.phy.cam.ac, Brevet WO2013079955A1 b. Polymères pour l’électronique La télévision du futur prend forme à Berlin Finie, la mode des écrans plats. La nouvelle tendance dans l’industrie de la télévision, ce sont les écrans incurvés. A l’IFA, le salon européen de la high-tech qui se déroule en ce moment à Berlin, les principaux constructeurs comme Samsung, LG et Sony mettent à l’honneur ces téléviseurs dernier cri, dont la taille varie de 55 à 65 pouces. Cette nouvelle forme de téléviseurs est censée offrir au téléspectateur une immersion totale dans l’image, similaire à ce que l’on peut avoir au cinéma. « Chaque pixel, chaque point de l’écran, se retrouve à équidistance des yeux. Ainsi, on ne rate aucun détail », explique un porte-parole de Sony. La particularité de ces écrans est qu’ils sont aussi très fins: 4,3 mm pour le modèle de LG. Ces téléviseurs embarquent la technologie OLED, qui offrent une brillance des couleurs et un contraste de grande qualité, tout en consommant moins d’énergie. Disponibles en Corée depuis le printemps, les modèles de Samsung et de LG seront commercialisés en Europe dans les semaines à venir pour un prix compris entre 8000 et 9000 euros. Lire la suite: http://www.lesechos.fr/entreprises-secteurs/techmedias/actu/0202990049829-la-television-du-futur-prend-forme-a-berlin-602228.php 19 Septembre 2013 Transparent Conductive Films (TCF) 2014-2024 This article introduces some of the research and content of the new IDTechEx report "Transparent Conductive Films (TCF) 2014-2024: Forecasts, Technologies, Players" (www.IDTechEx.com/tcf ). The transparent conductive film (TCF) and glass (TCG) market is booming but being fast transformed. This report provides granular market forecasts for TCFs and TCGs in mobile phones, tablets, notebooks, monitors, TVs, OLED lighting, organic photovoltaics, dye-sensitised solar cells, and electroluminescence displays. The market forecasts are given in market share, area, and value. All markets are broken down by technology covering ITO-on-PET, ITO-on-Glass, silver nanowires, graphene, carbon nanotubes, PEDOT, and metal mesh. The transparent conducive film and glass markets are complex and fragmented along many application lines. The market is booming with growth being fuelled mostly by tablets and penetration of touch capability in more mobile phones, notebooks and monitors. OLED lighting, OPV and DSSCs are also potentially large area markets, although growth here will initially be slow due to strong competition, prevailing unfavourable market conditions and low technology market-readiness levels. The transparent conducive film and glass markets are complex and fragmented along many application lines. The market is booming with growth being fuelled mostly by tablets and penetration of touch capability in more mobile phones, notebooks and monitors. OLED lighting, OPV and DSSCs are also potentially large area markets, although growth here will initially be slow due to strong competition, prevailing unfavourable market conditions, and low technology market-readiness levels. New market drivers The market is fast being transformed. New applications and market trends are changing the requirement landscape, and in many instances stretching it beyond what the incumbent solution can readily achieve. The key drivers are market tendencies towards (a) large-sized devices, (b) low power consumption, (c) minimal reflection, (d) thinness, (e) robustness and/or flexibility, (f) ease of patterning, (g) simplified value chain, and (h) low cost. A vast multitude of technologies and players worldwide are emerging and/or repositioning to fight for a slice of this booming yet intensely competitive market space. These technologies include silver nanowires, organic transparent conductors, carbon nanotubes, graphene, fine wire, and a variety of metal mesh and novel nanoparticlebased solutions. 20 Septembre 2013 TCF technology market share in the touch notebook sector Source: IDTechEx Lire la suite: http://www.printedelectronicsworld.com/articles/transparentconductive-films-tcf-2014-2024-00005809.asp?sessionid=1 Physicists develop polymer with tunable colours By inserting platinum atoms into an organic semiconductor, University of Utah physicists were able to "tune" the plastic-like polymer to emit light of different colors - a step toward more efficient, less expensive and truly white organic LEDs for light bulbs of the future. "These new, platinum-rich polymers hold promise for white organic light-emitting diodes and new kinds of more efficient solar cells," says University of Utah physicist Z. Valy Vardeny, who led a study of the polymers. Certain existing white light bulbs use LEDs, or light-emitting diodes, and some phone displays use organic LEDs, or OLEDs. Neither are truly white LEDs, but instead use LEDs made of different materials that each emit a different color, then combine or convert those colors to create white light, Vardeny says. Lire la suite: http://www.printedelectronicsworld.com/articles/physicists-developpolymer-with-tunable-colours-00005801.asp 21 Septembre 2013 New Transparent, Ultra-Stretchable, Foldable Elastic OLED Imagine an electronic display nearly as clear as a window, or a curtain that illuminates a room, or a smartphone screen that doubles in size, stretching like rubber. Now imagine all of these being made from the same material. Organic light-emitting device: Schematic (left) and top-view (right) illustrations of an encapsulated fully stretchable OLED display comprising 5×5 pixels. Researchers from UCLA's Henry Samueli School of Engineering and Applied Science have developed a transparent, elastic organic light-emitting device, or OLED, that could one day make all these possible. The OLED can be repeatedly stretched, folded and twisted at room temperature while still remaining lit and retaining its original shape. OLED technology is used today in screens for many smartphones and some televisions. The new ultra-stretchable OLED material developed at UCLA could lead to foldable and expandable screens for new classes of smartphones and other personal electronic devices; electronics-integrated clothing; wallpaper-like lighting; new minimally invasive medical tools; and many other applications. Lire la suite: http://www.azonano.com/news.aspx?newsID=28352 c. Revêtement de surface Un nouvel agent ignifuge pour les mousses PU Des chercheurs de l’Université Texas proposent comme retardateur de flamme sur les mousses polyuréthanes d'ameublement un nanocoating biopolymère soufré préparé à partir de solutions aqueuses polyélectrolytes. La mousse de polyuréthane s’utilise notamment dans la fabrication de matelas et de coussins. Elle est cependant hautement inflammable. Il faut lui ajouter des agents ignifugeants mais qui sont encore trop souvent à base de brome ou de chlore, additifs 22 Septembre 2013 néfastes pour la santé et l’environnement et bannis par de nombreuses législations. Des chercheurs de l’Université Texas proposent une solution à ce problème en utilisant des nano-couches de chitosane (hydrate de carbone dérivé de l’exosquelette de crustacés), et d’acide polyvinylsulfonique (PVS). Ce traitement, moins nocif, ralentit efficacement la propagation des flammes, tout en étant assez léger pour ne pas rendre la mousse plus rigide et moins confortable. L’application du coating se fait en couche par couche en plongeant alternativement la mousse dans une solution aqueuse des deux polymères. Comme le chitosane et le PVS se chargent respectivement positivement et négativement dans l’eau, ces longues molécules s’entremêlent et forment le coating. Cette méthode permet un contrôle de l’épaisseur avec une précision de l’ordre du nanomètre. L’effet ignifugent du coating vient du dégagement de vapeurs d’oxyde de soufre par la combustion du PVS. Ces vapeurs sont ininflammables et créent une couverture gazeuse qui étouffe le feu en empêchant l’oxygène de l’atteindre. L’équipe a observé que 10 de ces bicouches (environ 30 nm d’épaisseur de coating au total) suffisent pour rendre une mousse de PU résistante au feu tout en n'augmentant son poids que de 5.5%, ce qui ne modifie pas ses propriétés mécaniques. D’après les chercheurs, il faudrait une masse plus de trois fois supérieure d'un retardateur de flamme classique pour arriver à la même tenue au chalumeau. Une analyse au cône calorimètre a montré que ce coating de 30 nm diminue le pic de vitesse de dégagement de chaleur de 52% par rapport à une mousse non traitée. L’équipe cherche actuellement un composant pour remplacer le chitosane. Ils n’ont en effet pas pu observer le dégagement d’ammoniaque et de vapeur d’eau qu’ils avaient prévu lors de la combustion du chitosane. Ce dégagement aurait isolé la mousse thermiquement et amélioré la propriété ignifuge du coating. Ce traitement est applicable en post-traitement sur une variété de substrats complexes comme les mousses et les tissus. Sources: Sirris (06-09-2013), www.virtualpu.com Remédier aux résidus collants de denrées alimentaires par de nouveaux revêtements Les entreprises qui transforment les denrées alimentaires sont souvent confrontées aux résidus de denrées alimentaires qui adhèrent dans leurs installations. Ces résidus peuvent conduire à différents problèmes pour le processus de production et les produits. Une technologie innovante de revêtement permet d’apporter une solution. Quand des denrées alimentaires telles que des pâtes, des produits laitiers (du fromage, p.ex.), du chocolat ou de la viande entrent en contact avec la surface d’un moule ou d’un 23 Septembre 2013 autre outil, elles laissent souvent des résidus. Avec l’ajout de nouveaux ingrédients au produit, celui-ci risque encore plus d’adhérer. Ce phénomène d’adhérence peut perturber la production, demander davantage d’entretien et réduire la qualité et l’hygiène du produit. Les solutions à base de polymères fluorés ou de silicones peuvent apporter une solution. Les moules en silicone ou avec un revêtement spécial constituent des exemples. Les propriétés antiadhésives de la silicone et des polymères fluorés Les exemples les plus connus de couches antiadhésives sont celles à base de polymères fluorés. Le polymère le plus courant est le polytétrafluoroéthylène (PTFE), constitué d’une chaîne de tétrafluoroéthylène. Il existe des polymères dérivés, dont les groupes de fluor sont remplacés par d’autres groupes chimiques, comme le perfluoroalkoxy (PFA) et le fluoroéthylènepropylène (FEP). Ces revêtements sont plus faciles à appliquer. Avec les silicones, chaque atome de silicium est entouré de 2 atomes d’oxygène et de 2 groupes méthyle. La silicone se retrouve sous différentes formes commercialisées : des lubrifiants, des sprays, des thermodurcisseurs, des caoutchoucs siliconés. Pour les applications antiadhésives, on utilise souvent des sprays de silicone ou des moules en silicone. Un récent développement fait également intervenir l’application d’un revêtement de surface mais par la technologie plasma. Celle-ci donne un revêtement transparent, mince et vitreux. D’autres secteurs comme la transformation du plastique utilisent aussi ces solutions pour prévenir l’adhérence des plastiques. On peut ainsi observer des parallèles dans les mécanismes d’adhérence des matériaux. Une technologie de revêtement innovante De nouveaux revêtements à base de polymères fluorés peuvent offrir une solution pour la résistance classique aux rayures. Cela se fait généralement en intégrant le polymère à un revêtement plus dur. Il peut s’agir par exemple d’un revêtement métallique dans lequel sont intégrés les polymères fluorés. D’autres développements font appel à des particules de céramique incorporées à un revêtement de polymère fluoré. On utilise déjà actuellement ces revêtements pour les nouvelles poêles à frire. De nouvelles formulations sont également mises au point pour répondre à la demande croissante de revêtements dépourvus de PFOA. Le procédé plasma permet aussi d’appliquer des couches minces de silicone solide sur les outillages et les matrices. Ce type de revêtement commence à être utilisé pour les applications comportant un contact avec les aliments. Comme les polymères fluorés, il s’agit de matériaux très stables qui sont généralement hydrophobes (faibles énergies de surface). Traitements innovants pour les matériaux supports Par ailleurs, il est possible de combiner ce type de revêtement et les techniques de revêtement avec un prétraitement novateur consistant à appliquer une rugosité ou une 24 Septembre 2013 texture adaptée au matériau support ou avec un post-traitement comme le mordançage. Ceux-ci peuvent avoir une grande influence sur les propriétés antiadhésives. Actuellement, on peut déjà appliquer à des supports métalliques ce revêtement combiné à une texture/rugosité. On peut aussi donner une texture de surface spécifique à certains polymères. Recherche et support Pour mieux comprendre l’adhérence des denrées alimentaires - il s’avère que toutes les solutions antiadhésives ne sont toujours efficaces - Sirris étudie ce thème avec les entreprises intéressées. Cela peut déjà commencer par une étude de faisabilité pour tester les meilleures solutions pour des denrées alimentaires spécifiques. Ces dernières années, Sirris a accumulé beaucoup d’expérience sur les solutions antiadhésives, faisant souvent aussi intervenir d’autres fonctionnalités comme la résistance aux rayures, la couleur ou la transparence. Sirris a ainsi la possibilité d’appliquer lui-même ces revêtements sur des éprouvettes ; parfois il travaille également avec d’autres labos ou des entreprises qui commercialisent un nouveau produit. Les entreprises ont aussitôt un meilleur aperçu du prix de revient, de la facilité d’application, des avantages et inconvénients et d’autres aspects pratiques. Des aspects en rapport avec la législation (contact avec les aliments, migration,…) sont également passés en revue. L’évaluation spécifique de l’adhérence d’un aliment sur une surface revêtue est étudiée dans une installation d’essai mise au point en concertation avec les entreprises. Sources: Sirris (06-09-2013) et Les revêtements à base de polymères fluorés et leurs propriétés, journée d’étude, Sirris - 25.10.2010 Les silicones: revêtements en polymères vitreux journée d’étude, Sirris 26.11.2009 d. Energie Solar cell performance improves with ion-conducting polymer Drawing their inspiration from photosynthesis, dye-sensitized solar cells offer the promise of low-cost solar photovoltaics and - when coupled with catalysts - even the possibility of generating hydrogen and oxygen, just like plants. A study published in August could lead to more efficient and longer-lasting dye-sensitized solar cells, says one of the researchers from KTH Royal Institute of Technology. A research team that included James Gardner, Assistant Professor of Photoelectrochemistry at KTH, reported the success of a new quasi-liquid, polymerbased electrolyte that increases a dye-sensitized solar cell's voltage and current, and lowers resistance between its electrodes. The study highlights the advantages of speeding up the movement of oxidized electrolytes in a dye-sensitized solar cell, or 25 Septembre 2013 DSSC. Also on the team from KTH were Lars Kloo, Professor of Inorganic Chemistry and researcher Muthuraaman Bhagavathi Achari. "We now have clear evidence that by adding the ion-conducting polymer to the solar cell's cobalt redox electrolyte, the transport of oxidized electrolytes is greatly enhanced," Gardner says. "The fast transport increases solar cell efficiency by 20 percent." Lire lasuite: http://www.energyharvestingjournal.com/articles/solar-cell-performanceimproves-with-ion-conducting-polymer-00005778.asp?sessionid=1 Progrès récents concernant les matériaux thermoélectriques aux Etats-Unis: Utilisation de semi-conducteurs organiques Des chercheurs de l'Université de Michigan (U-M) se sont intéressés à une classe spécifique de matériaux thermoélectriques, réalisés à partir de semiconducteurs organiques. Alors que ces composés n'étaient jusque là pas considérés comme de bons candidats pour la réalisation de modules thermoélectriques à cause de leur faible facteur de mérite, l'étude publiée en mai 2013 par l'équipe de l'U-M montre qu'ils sont parvenus à en doubler l'efficacité. L'intérêt d'utiliser des semiconducteurs organiques provient de ce que ces composés riches en carbone sont relativement peu chers, abondants, légers et résistants. Jusqu'ici, leur facteur de mérite était cependant de l'ordre de 0,25, soit un quart de celui des semiconducteurs inorganiques couramment utilisés. Avec la nouvelle méthode proposée par les chercheurs de l'U-M, cette valeur vient de battre un record de 0,42, soit une amélioration de 70%. Pour cela, ils ont utilisé un mélange de deux polymères, "PEDOTPSS" : le polymère conjugué PEDOT et le polyélectrolyte PSS. Ce composé a été précédemment utilisé en tant qu'électrode transparente pour des dispositifs tels que des LEDs et des cellules solaires organiques, ainsi qu'en tant qu'agent antistatique pour des matériaux tels que les films photographiques. L'étude explique que lors du dopage du PEDOT par PSS, seule une petite fraction des molécules de PSS se lie au matériau hôte PEDOT. Alors que ces molécules de PPS liées améliorent la conductivité électrique du matériau, le reste des molécules PSS non ionisées et inactives, produisent l'effet inverse : elles séparent les unes des autres les molécules de PEDOT, rendant le passage des électrons d'une molécule de PEDOT à l'autre plus difficile. Pour s'affranchir de cet inconvénient, les chercheurs ont restructuré le matériau à l'échelle nanométrique. Ils ont alors trouvé un moyen de retirer certaines des molécules de PPS non ionisées du mélange grâce à l'utilisation de solvants spécifiques, entrainant ainsi une grosse augmentation à la fois de la conductivité électrique et de l'efficacité de conversion énergétique par thermoélectricité. Il est intéressant de noter qu'à l'inverse des matériaux thermoélectriques inorganiques, pour lesquels un compromis doit être établi pour décider lequel des paramètres du facteur de mérite sera optimisé au dépend des autres, l'approche présentée ici dans le cas de matériaux thermoélectriques organiques montre une méthode qui optimise l'ensemble des paramètres à la fois. 26 Septembre 2013 Des applications intéressantes à cette nouvelle technologie pourraient voir le jour à moyen terme; en particulier, la création d'une feuille flexible thermoélectrique qui pourrait se déployer ou s'enrouler autour d'objets chauds afin de générer de l'électricité ou de les refroidir. Lire l’article complet: http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/73918.htm e. Transport Conteneurs flottants L'imaginaire collectif représente souvent les îles comme des lieux paradisiaques avec des plages superbes bordées de palmiers, dont on oublie souvent les désagréments. La pénurie d'eau potable en est un! C’est ce que le projet financé par l'UE REFRESH vise à surmonter grâce à de nouveaux conteneurs en PVC et en polyester servant à transporter et stocker l'eau douce. Ils sont utilisés pour fournir de l'eau potable dans les îles et les communautés côtières sans approvisionnement régulier en eau, l'été plus particulièrement. Ce nouveau système de conteneur souple est composé de "waterbags" qui sont remorqués par une barge. Selon AIMPLAS, l'Institut Technologique Espagnol impliqué dans le projet en collaboration avec 5 autres compagnies européennes, ce système est 50 à 75% moins cher que ne l'est un transport classique en navires citernes et serait également plus respectueux de l'environnement. Un prototype de 20 m de long et 4 m de diamètre et pouvant contenir 200 m3 d'eau potable a été testé en novembre 2012 pour le transport d'eau douce en Crète et a démontré la faisabilité technique de ces réservoirs souples flottants constitué d’un tissu de polyester enduit de PVC. Devant le succès obtenu, le consortium d'entreprises partie prenante dans ce projet a demandé à la Commission Européeenne la possibilité de développer un 2ème projet, le Refresh XXL, dont l'objectif est de développer des conteneurs à la capacité dix fois plus élevée à une échelle commerciale. Source: http://www.plastic-lemag.com/en-bref/conteneurs-flottants f. Bâtiment Du PVC antibruit Comment atténuer le son d'une foule en délire au stade, préserver le silence productif au bureau ou encore la tranquillité ultra-calibrée d'un studio d'enregistrement tout en accordant le maximum de flexibilité aux architects. 27 Septembre 2013 La firme allemande Mehler Texnologies a trouvé la réponse à ces questions, et propose une nouvelle technologie anti-bruit à base de textiles enduits de PVC, qui consiste à incorporer des micropores indéformables à la structure : ces derniers permettent de réduire la réflexion du son tout en préservant les caractéristiques esthétiques et mécaniques du textile. Ce concept innovant a été breveté de suite, et Mehler fait désormais le tour du monde avec sa création. Cette technologie se trouve d'ores et déjà dans les membranes utilisées dans les parois intérieures et les façades des stades. Elle sert également à atténuer le vrombissement des moteurs de bateaux et à garantir un environnement sonore irréprochable au sein des studios d'enregistrement. Les idées les plus simples sont souvent les meilleures, et Mehler offre une nouvelle dimension à un design d'intérieur de pointe, grâce à quelques petits trous dans des textiles enduits de PVC. Source: http://www.plastic-lemag.com/en-bref/du-pvc-anti-bruit g. Textile Des textiles lumineux pour traiter la jaunisse du nourrisson Les textiles à fibres optiques apportent de nouvelles solutions en photothérapie. Ils sont souples, flexibles, confortables, et apportent une lumière froide et sans encombrement. La jaunisse du nourrisson est due à une élimination insuffisante de la bilirubine dans l’organisme. On sait qu’une photothérapie avec des longueurs d’onde entre 460 et 490 nm transforme la bilirubine en un composé hydrosoluble qui peut être éliminé dans les urines et dans les selles. Les sources lumineuses classiquement utilisées pour ce traitement sont les tubes fluorescents ou à vapeur de mercure et les LED, mais ces systèmes sont rigides, ce qui les rend inconfortables et/ou dégagent de la chaleur, ce qui induit une perte de poids chez le nouveau-né. Brochier Technologies a développé un textile lumineux de faible encombrement et de basse consommation à partir d'une source LED. Il s'agit d'un tissage de fibres optiques polymères dont la surface est traitée après l'opération pour induire une diffusion latérale de la lumière. Les fibres optiques présentent aussi l'avantage de transmettre la lumière de LED et d’écarter ainsi la source lumineuse et donc l’électricité et la chaleur du corps du patient. Brochier Technologies a mis au point il y a quelques années un procédé industriel sur métier Jacquard qui facilite grandement la connectique du textile à la source LED. La fibre optique y joue le rôle de fil de trame et/ou de fil de chaîne et est éventuellement 28 Septembre 2013 associée à des fibres conventionnelles comme du coton, du lin, de la soie, ou des fibres textiles synthétiques. Des tests cliniques récents ont comparé l’efficacité du textile lumineux sur lequel est posé le nourrisson sous différentes configurations (simple ou double tissu, éclairage sur un ou deux côtés,…). Le pad à une seule couche de tissu n’éclairant le nourrisson que d’un côté n'est pas celle qui soigne le plus rapidement, mais elle a été choisie car les conséquences d’une photothérapie trop intense ne sont pas encore connues. Son irradiance de 5 mW/cm² donne un temps de demi-vie de la bilirubine de 20 minutes. Des gigoteuses lumineuses sont à l'étude pour faciliter le retour des bébés malades à la maison. D'autres maladies traitées par photothérapie peuvent également bénéficier de cette avancée, sous forme, par exemple, de draps de lit lumineux, plus confortables que des plaques de verre avec des tubes fluo. Sources: Sirris (06-09-2013), Brevet FR2859737, www.brochiertechnologies.com LES POLYMERES ONT LA FIBRE INNOVANTE L’habillement représente un peu plus de la moitié des textiles produits dans le monde. Toujours dans la course, les fibres naturelles sont lentement supplantées par les fibres artificielles ou synthétiques, présentes dans près des deux tiers de nos vêtements. Rien d’étonnant puisque leurs polymères, modulables à dessein, sont de puissants vecteurs d’innovation. Première partie : chimie et textile filent le parfait amour Deuxième partie : Quand la mode se fait durable Source: http://www.plastic-lemag.com/ Reconnaitre des textiles contrefaits Des chercheurs suédois créent sur des textiles des motifs invisibles qui se révèlent sous lumière polarisée. Les fibres sont des polymères conjugués dont la couleur et l'intensité lumineuse réfléchie varient avec l’orientation de la polarisation de la lumière utilisée pour l'examen. La vente de contrefaçons a explosé partout dans le monde ces dernières années et le secteur textile est un des premiers visés. Des chercheurs de Chalmers University of Technology (Suède) ont développé un moyen pour incorporer dans un tissu des motifs invisibles dans les conditions normales et qui apparaissent lorsqu’ils sont éclairés avec une lumière polarisée adéquate. Ces motifs sont fabriqués en utilisant des systèmes de polymères conjugués tissés qui présentent à la fois une biréfringence et un dichroïsme linéaires. Ces deux propriétés 29 Septembre 2013 impliquent respectivement une variation d’intensité lumineuse et de couleur selon l’orientation de la fibre lorsqu’elle est observée entre polariseurs croisés. Elles viennent respectivement de l’alignement du polymère de matrice et des espèces hôtes conjuguées selon la direction de l'étirement. Le polymère de matrice peut être du UHMWPE, du poly(oxyde d’éthylène), du PA… Les colorants doivent pouvoir s'aligner lorsque les molécules sont étirées et ils doivent présenter un moment dipolaire de transition qui coïncide avec leur grand axe. Les chercheurs ont choisi des mélanges de poly(3-hexylthiophène) (P3HT) régiorégulier et d’UHMWPE pour créer de tels systèmes optiques anisotropes. Ils ont préparé des échantillons en dissolvant du P3HT à 0.01 g/L de régiorégularité >90% et de l’UHMWPE à 1 g/L dans de la décaline à 130 °C et en coulant la solution à température ambiante. Ils ont ensuite étiré les films obtenus jusqu’à 30 à 40 fois leur longueur initiale à 120°C pour produire des rubans de 10 µm d’épaisseur. Un ruban fabriqué de cette façon apparait pourpre avec une absorbance maximale à 550 nm lorsqu’il est éclairé avec une lumière polarisée selon la direction de l'étirage alors qu’il apparait rose avec une absorbance maximale à 500 nm lorsque la lumière qui l’éclaire est polarisée perpendiculairement à la direction de l'étirage. Les différentes manières de tisser ces rubans donnent une multitude de motifs possibles. Par exemple, les expériences et la théorie ont montré que, entre polariseurs croisés, deux rubans tissés avec un angle de 45° entre eux montrent un contraste maximum lorsque l’angle entre un des axes des polariseurs et un des rubans vaut 68° ou 158°. Par contre, le contraste est nul lorsque cet angle vaut 113° ou 203°. La théorie a aussi montré que des angles de tissage compris entre 15° et 60° donnent un contraste satisfaisant et que ce dernier est maximum à un angle de 35°. Enfin, les calculs 30 Septembre 2013 ont aussi pu indiquer que les couleurs entre deux pixels adjacents s’inversent tous les 90°. Cette technologie peut être utilisée pour différents types de textile, pour le vêtement comme pour les applications techniques. Comme il existe un vaste choix de combinaisons de matériaux pour les fibres et que chacune d’elles possède un spectre d’absorption spécifique, il sera pratiquement impossible de les imiter. Chaque fabricant pourrait avoir un motif et une couleur propres reconnaissables notamment par les douaniers au moyen d’un équipement relativement simple et peu onéreux. Cette solution est similaire à une technique utilisée sur certains billets de banque et l’équipement est déjà en place par exemple aux Douanes suisses. Source: Sirris (20-09-2013), http://publications.lib.chalmers.se h. Médical, santé Antimicrobial plastics play role in disease prevention GURNEE, ILL. — As the health-care industry grapples with the best ways to stop the spread of infectious diseases within hospitals, the plastics industry may be an important ally in the fight. One potential weapon: antimicrobial plastics. Plastic surfaces, those touched by patients and doctors regularly, could have built in resistance to bacteria and other disease. "Not a whole lot of inherently antimicrobial plastics have been adopted so far [for touch surfaces]," said Manish Nandi, senior product developer for Sabic Innovative Plastics. Nandi spoke about hospital acquired infectious diseases, and how plastics can play in a role in the prevention and spread of diseases at the Society of Plastic Engineers Medical Plastics MiniTec, held Sept. 9 in Gurnee. The antimicrobial plastics won't be the cure-all, he said. "The primary control is still going to be cleaning," Nandi said. "What the inherently antimicrobial plastics are going to give you is some sort of insurance policy. If you miss a spot, then you have a material that is self, sort of, killing the bacteria." While each hospital has a cleaning protocol, the system is a human effort and not uniform. "It's not the same from hospital to hospital," he said. "So there is something that may be missing from a cleaning protocol." 31 Septembre 2013 Those potential missed spots are where the antimicrobial plastics could play a part. It could also play a part while the patient is still in the room. "The room only gets cleaned when the patient leaves, they don't spray down the room on top of a patient," Nandi said. "So having an insurance policy in place while the patient is there won't be bad." There are different types of inherently antimicrobial plastics including those that would repeal the bacteria or those that would kill the bacteria, he said. In addition to inherently antimicrobial plastics, Nandi said developing plastics that hold up color and structure to chemical cleaners also is a difficult task. "The cleaners, they are good inventors," he said. "And so to kill these really resistant bugs, they are coming up with harsher and harsher chemicals. And that is putting pressure on folks like us who are making the materials and surfaces because these materials are not friendly to the harsher chemicals." So Sabic has started a study to look at different polymers with different cleaners to see how they react. And what might be the best solution for surfaces that come into constant contact with patients. "It's an ongoing study, so we don't have any results right now, but we hope to have something by the end of the year," he said. Other items can be sterilized in a number of ways: gamma rays; ethylene oxide; autoclaving; or low-temperature hydrogen peroxide gas. All have advantages and disadvantages, and various plastics hold up in different ways to each — polycarbonates will discolor with gamma rays, for instance — he said. Nandi said a polyetherimide resin has proven to hold up to all different types of sterilization. "The claim to fame for this material is it is resistant to all four sterilization types, which is a very big advantage for the device designer," he said. "You have a universal choice." Source: http://www.plasticsnews.com/article/20130913/NEWS/130919951/antimicrobialplastics-play-role-in-diseases-prevention# Bioresorbable plastics star in new tissue engineering technology The combination of bioresorbable plastics and 3D printing are becoming critical players in the fast-emerging field of tissue engineering. In a recent development, Tissue Regeneration Systems (Kirkland, WA) received 510K 32 Septembre 2013 approval from the U.S. Food and Drug Administration to use its Cranial Bone Void Filler product in the repair of neurosurgical burr holes. It wll be the first use of the technology licensed from the Universities of Michigan and Wisconsin. "This is a significant milestone for the company," said CEO Jim Fitzsimmons. "With our base material and manufacturing processes now cleared by FDA, the approval pathway for future products can be streamlined." Other submissions are in the pipeline. Porous scaffolds made of polycaprolactone (PCL) are bioresorbable and are replaced over time with natural bone. That's a big advantage over metal, which requires a second surgery for removal. Other techniques, such as bone grafts are also falling out of favor. The polycaprolactone is coated with a proprietary, osteoconductive material that promotes adhesion and local, controlled release of growth factors to enhance bone regeneration. The scaffold is strong enough to bear load until new bone can be grown. Metal screws are not required for attachment. "To our knowledge, this is first FDA approval of a coated bioresorbable skeletal reconstruction implant fabricated by means of 3D printing," said Fitzsimmons. "This technology is definitely the wave of the future." Target applications include complex joints such as the temporo-mandibular joint (TMJ). Tissue Regeneration Systems uses selective laser sintering to additively manufacturing complex internal structures that facilitate bone growth. Scaffolds can be exactly matched to the required space with designs generated with use of three-dimensional scanning of the surgical area. The company's researchers say they can use virtually any powdered bioplastic that will fuse but not decompose under a laser beam. PCL is used because it is more stable and "significantly less expensive" than PLA (polylactic acid). Source: http://www.plasticstoday.com/articles/bioresorbable-plastics-star-new-tissueengineering-technology0916201301 Des pansements qui signalent une infection Des chercheurs développent des pansements qui réagissent aux bactéries infectieuses et ne doivent pas être ôtés pour suivre la santé des plaies. L'infection bactérienne dans les plaies, en particulier dans les brûlures chez les enfants, est un problème clinique majeur dans les hôpitaux, ces patients étant particulièrement vulnérables en raison de leur système immunitaire immature. Jusqu'ici, pour suivre la santé des plaies, les médecins doivent enlever les pansements pour détecter d'éventuelles infections, ce qui ralentit la cicatrisation. Ils mettent également systématiquement les patients sous antibiotiques faute de pouvoir détecter à 33 Septembre 2013 temps une infection qui peut évoluer en septicémie. Des chercheurs de l'Université de Bath (UK) ont développé un pansement qui change de couleur dès les premiers signes d'une infection par des bactéries telles que Staphylococcus aureus et Pseudomonas aeruginosa. Il est constitué d'une membrane de silicone hydrophobe sous laquelle se trouve un hydrogel contenant des vésicules ou des nanocapsules. Celles-ci contiennent des lipides sensibles aux bactéries à suivre et un colorant dont le relarguage permet la détection. Il s'agit, par exemple, d'une fluorescéine qui rend le pansement fluorescent sous UV quand une infection est détectée. Il n'est pas activé par les bactéries inoffensives qui se trouvent normalement dans la peau. Des prototypes ont été testés in vitro. Des essais cliniques devraient être menés dans les 4 ans. Sources: Sirris (20-09-2013), Brevet WO2013104876, www.bath.ac.uk 6. Techniques d'ANALYSE de calcul et de CARACTERISATION, études TOXICOLOGIQUES Research on Thermal Degradation of Carbon Nanotube Polymer Composites Presented at ACS Meeting Carbon nanotubes (CNTs) and carbon nanofibers have unique qualities such as high thermal and electrical conductivities, high tensile strengths, and large aspect ratios. According to Akinyi, CNTs and carbon nanofibers are being used to reinforce polymers so that they exhibit one or more of these qualities. Akinyi’s study focuses on the potential release of harmful elements during accidental fires and high temperature treatment (recycling) of CNT composites of Poly(Bisphenol A) carbonate and Polyamide 6. “As with the advent of any new material, a concern arises on the public health effects of 34 Septembre 2013 the materials during their life cycle,” she said. “Carbon nanotubes and nanofibers are tiny and cylindrical or cone shaped as such posing potential harm if inhaled as they could penetrate the walls of the respiratory system.” Akinyi says studies on the toxicity of carbon nanotubes are still being conducted. Akinyi, a native of Kenya, says she choose UC for its excellent environmental engineering program and because “it will equip me to be effective in my future career.” She received her bachelor’s degree in physics, with minors in business and mathematics, at Xavier University in Cincinnati, Ohio. After graduation, she plans to relocate back to Africa to work with a company that seeks to address environmental problems. Source: http://www.azonano.com/news.aspx?newsID=28278 New Malvern application note illustrates how Viscotek SEC-MALS 20 measures protein aggregation A new application note exploring the measurement of protein aggregation using the recently launched Viscotek SEC-MALS 20 light scattering detector is now available on the Malvern Instruments website. ‘Measuring protein aggregation with the Viscotek SEC-MALS 20' describes the use of the new system in size exclusion chromatography (SEC) analysis of a variety of protein samples, including bovine serum albumin, thyroglobulin and pepsin. These data demonstrate the detector's ability to simultaneously and accurately measure molecular weight for both larger (>10 - 15 nm) and smaller sized components within a mixture, an important feature for aggregation studies. The new application note can be downloaded from the Malvern website at www.malvern.com/secmalslaunch. Lire la suite: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=48165 Prediction of the Q–e parameters from transition state structures The Q–e scheme is remarkably useful in interpreting and predicting the reactivity of a monomer in free radical copolymerizations. In the present work, two support vector regression (SVR) models were developed to predict parameters Q and e in the Q–e scheme. Quantum chemical descriptors used to build SVR models were calculated, for the first time, from transition state species with structures C1H3—C2HR3• or •C1H2— C2H2R3, formed from vinyl monomer C1H2 C2HR3 + H•. The optimal ν-SVR model of lnQ (C = 130, ν = 0.2, and γ = 1.0) based on 70 monomers has the root mean square (rms) error of 0.336 and correlation coefficient (R) of 0.982. The optimal ε-SVR model of e (C = 1.2, γ = 3, and ε = 10−2) produces rms = 0.259 and R = 0.963. Compared with previous models, the SVM models in this article have better predictive performance. Results of the study suggest that calculating quantum chemical descriptors from the transition state structures to predict parameters Q and e in the Q–e scheme is feasible. This investigation encourages the further application of transition state descriptors to other quantitative structure–activity relationships (QSARs). 35 Septembre 2013 Source: POLYM. ENG. SCI., 53:2151–2158, 2013. © 2013 Society of Plastics Engineers. 7. RECYCLAGE, ENVIRONNEMENT, REGLEMENTATIONS Angleterre : bientôt de l'argent propre grâce au billet en plastique Le billet de banque en plastique ? Propre, sûr, résistant, économique et écolo, à en croire la banque d’Angleterre, qui pourrait introduire des coupures en polymère en 2016. Les billets en plastique ne se déchirent pas, ils se salissent moins et résistent même à un passage en machine à laver, indique l’établissement. Un cycle à 90 degrés n’a qu’un ”effet minimal” sur ces biftons new look, note le Daily Mail. . De l’argent propre ? Une bonne nouvelle pour les phobiques. Des chercheurs suisses ont montré que le virus de la grippe pouvait survivre jusqu’à dix-sept jours sur des billets de banque (quatorze enfants avaient fait don de leurs sécrétions nasales pour les besoins de l’étude, précisait à l’époque le Temps). La livre sterling en plastique gardera-t-elle des traces de drogue ? La presse britannique ne le dit pas. Les billets traditionnels, eux, ont la mémoire longue : en 2007, 100% des coupures analysées par l’Université de Dublin comportaient des traces de cocaïne. ”Cinq pour cent des billets analysés avaient probablement été utilisés directement par des dealers ou pour sniffer, le reste avait sans doute été en contact avec d’autres coupures ou surfaces contaminées”, écrivait alors le Irish Examiner. Sniffer leur fric, c’est ce qu’ont fait les Canadiens après le passage à l’argent plastique. Pour beaucoup, le billet de 100 dollars en polymère fleurait le sirop d’érable. La Banque du Canada, inondée de mails, avait nié parfumer ses nouvelles coupures, note l'hebdo Maclean's. Hygiénique et durable, le billet plastique déjà utilisé dans une vingtaine de pays complique sérieusement la vie des faussaires. Et si ces coupures hautement sécurisées coûtent plus cher à l’impression, elles durent beaucoup plus longtemps que la bonne vieille livre en coton (presque 6 ans contre 2 ans pour le billet de 5 livres) : cette longévité pourrait rapporter 100 millions de livres sur dix ans, indique le Daily Mail. Cerise sur le pudding, l’argent en plastique est écolo : en Australie, les billets réformés sont recyclés pour donner vie à d’autres objets en plastique comme des pots de fleurs, précise Chris Salmon de la Banque d’Angleterre, dans cette vidéo de la BBC. Charming, isn’it ? Source: Courrier international, 11 Septembre 2013 36 Septembre 2013 McDonald's to phase out PS hot beverage cups McDonald’s aims to eliminate the use of millions of polystyrene hot beverage cups in the US following a successful large scale test of paper cups. With more than 14,000 restaurants around the country, the decision is huge. The nation’s largest fast food chain has been testing double-walled paper cups for hot beverages at a couple of thousand restaurants since early 2012, according to As You Sow, a non-profit group that revealed McDonald’s decision. As You Sow, for years now, has been pushing McDonald’s to do away with the polystyrene cups. That included a shareholder resolution at the company’s 2011 annual meeting requesting the firm examine its beverage containers with an eye towards the environment. Lire la suite: http://www.prw.com/subscriber/newsmail2.html?id=3570 8. Enseignement et Recherche R.A.S. 9. ECHOS de l'INDUSTRIE Arkema à nouveau lauréat du prix Pierre Potier pour le Rilsan Primé l’an passé pour son innovation Altuglas ShieldUp, Arkema vient de recevoir le trophée "Produits" du prix Pierre Potier pour son polymère haute-température tiré de l’huile de ricin, le Rilsan-HT, vert à 70%. Retour sur ses nombreuses applications. Le Rilsan fabriqué initialement par Arkema est un polyamide 11, soit un polymère constitué d’une chaîne de 11 atomes de carbone. C’est un atome de moins que ses équivalents pétrochimiques, les polyamides 12, et cette caractéristique lui apporte de meilleures performances thermiques et mécaniques que les polyamides pétrosourcés. Jusqu’ici, le Rilsan était utilisé pour fabriquer des pièces techniques, comme des tubes ou des câbles pour automobiles, des pipelines d’extraction du pétrole… mais toujours pour une fenêtre de température ne dépassant pas 150 degrés. Une limite que franchit le grade récompensé cette année par le prix de chimie verte Pierre Potier. Le Rilsan-HT est un polyphtalamide, une molécule de structure légèrement différente du polyamide, avec la présence d’un cycle aromatique. 37 Septembre 2013 Six fois plus léger que l’acier et trois fois plus que l’aluminium, le bioplastique a donc vocation à remplacer le métal ou le caoutchouc, cette fois pour les pièces sous le capot moteur. Source: http://www.industrie-techno.com/arkema-a-nouveau-laureat-du-prix-pierrepotier-pour-le-rilsan.24562#xtor=EPR-25