Brèves - 116 octobre 2015

GROUPEFRANÇAISD'ÉTUDESETD'APPLICATIONSDESPOLYMÈRES
Octobre2015
LESBREVESINNOVATIONN°216
InformationsrassembléesetcompiléesparA.Momtaz
1. NouveauxPRODUITS,nouveauxMatériaux
L’industriepapetièrejaponaiseselancedanslaproductionmassive
denano-fibresdecellulose
Inventorsclaimnewwaytomakeconductiveplastics
Versdescompositesplusperformants
PixelligentPresentsNewNanocompositeMaterials-BasedOLEDLight
Extraction
Smallchangeswithbigeffects:Tuningpolymerpropertieswith
supramolecularinteractions
2. Techniquesdesynthèse:matièrespremières,procédés,outils
SFTIntroducesTheHPRSeriesOfHighPressureChemicalReactors
Unplastiqueàbased’air
3. TechniquesdeMISEenŒUVREetADDITIFSdeformulation
Additivemanufacturing:quelquesnouvellesmachines
GlobalGrapheneMarketForecasttoGrowat42.8%from2015to2020
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Octobre2015
Quelquesnouveautésdanslescomposites
4. Polymèresbiosourcés,biopolymères,biocarburant
Polymèresbiosourcés:Améliorerlespropriétéspour
l’industrialisation
Butanediolbiosourcé:accorddelicenceétenduentreBASFet
Genomatica
Lesemballagesàbasedechampignonssonneront-ilslafindes
emballagesenpolystyrène?
CorbionPuracsuccessfullydevelopsPLAresinfromsecondgenerationfeedstocks
DesPLAmoinscoûteux
Versdescosmétiquesbiosourcéssansmicroplastique
Focuson:PolymersfromRenewableResources
5. APPLICATIONSdesPolymères
a. Systèmesintelligents
Desemballagesintelligentspourluttercontrelegaspillage
alimentaire
Denouveauxmusclesartificiels
Lematériauquiseréparelui-même
b. Polymèrespourl’électronique
Nouveautransistorflexibleetrésistant
OLEDmaterialsscale-upfacilityfornextgenerationTVs
CustomFit:Self-Wrapping3DElectronics
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Octobre2015
c. Revêtementdesurface
Fabricationofnanostructuresbyroll-to-rollextrusioncoating
d. Energie
Howtofindthe“optimal”molecularweightforphotovoltaicpolymers
Improvingtheoperationalstabilityofpolymersolarcellmodules
Betterbatterieswithorganicpolymercathodes
Non-ToxicandEfficient:NewDevelopmentsforPolymerSolarCells
e. Transport
R.A.S.
f. Bâtiment,construction
Everblock,unlegotailleréelle
g. Textile
NewGraphene-coated"e-fabrics"DetectNoxiousGases
h. Médical,santé
FDAapprovesfirstbioabsorablepolymerdrug-elutingstent
BiodegradablePolymerImplantReinforcedwithMontmorilloniteClay
NanoparticlesImprovesOutcomesforPatients
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6. Techniques d'ANALYSE de calcul et de CARACTERISATION, études
TOXICOLOGIQUES
R.A.S.
7. RECYCLAGE,ENVIRONNEMENT,REGLEMENTATIONS
Plastic-eatingwormsmayoffersolutiontomountingwaste,
researchersdiscover
8. EnseignementetRecherche
Créationdupôlederecherche:LyonPolymerScience&Engineering
9. ECHOSdel'INDUSTRIE
Acidelactique:CorbionPuracacquiertl’IndienMalladiSpecialties
Solvayacquiertl’activitéetlatechnologiedesthermoplastiquesà
fibreslonguesd’EPICPolymers
GROUPEFRANÇAISD'ÉTUDESETD'APPLICATIONSDESPOLYMÈRES
Octobre2015
LESBREVESINNOVATIONN°216
InformationsrassembléesetcompiléesparA.Momtaz
1. NouveauxPRODUITS,nouveauxMATERIAUX
L’industriepapetièrejaponaiseselancedanslaproductionmassive
denano-fibresdecellulose
Lesprincipauxfabricantsdepapiersjaponaisdevraientdébuteruneproductionmassive
denanofibresdecellulose.
Ce produit très léger et durable peut notamment aider à réduire le poids des pièces
automobiles et faire diminuer le poids d’un véhicule d’environ 20kgs lorsqu’il est
mélangéavecdelarésine.Fabriquéàpartirdepâtedebois,lesnano-fibresdecellulose
mesurentenvirons3à4nanomètres.
L’entreprise Nippon Paper Industries aurait prévu de lancer au mois d’Octobre des
couches pour enfants éliminant les odeurs notamment composées de nano-fibre de
cellulose.AyantdéjàuneusinedeproductiondedémonstrationàIwakunidepuis2013
ainsiqu’unelicencedel’universitédeTokyo,elleprévoiraitdeconstruireunelignede
production de masse d’ici la fin d’année fiscale 2016 afin de décupler les productions
actuelles de 300 tonnes par 10. L’entreprise espère également trouver de nouvelles
utilisationspossiblespourcematériau,commedanslescosmétiques.
Desoncôté,ChuetsuPulp&Paperquicollaboreavecl’universitédeKyushuaprévude
démarrersaproductiondemasseaucoursdel’annéefiscale2017grâceàunelignequi
seraprobablementconstruitedanssonusinedeTakaoka,danslapréfecturedeToyama.
Unobjectifdemultiplicationpar10des12tonnesproduitesaujourd’huiaégalementété
fixé.
Enfin,DaioPaperetl’universitéEhimeétudientensemblel’applicationdesnano-fibres
decelluloseauxmatériauxd’emballages.Cettecombinaisonpermetdebloquerpresque
totalementl’oxygèneetpourraitainsiemballerlesproduitsalimentaires.L’entreprisea
pourvolontédemettreceproduitsurlemarchéd’ici5ans.
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Lecoûtactueldeproductiondesnano-fibresdecelluloseparkilogrammesesitueentre
5000et10000yens(environ37et75€autauxactuel).Cependant,lesexpertsestiment
etespèrentquecematériaupourravoirsoncoûtréduitaveclaproductiondemasseà
environ1000yens(7,5€)soitendessousdeceluidesfibresdecarboned’ici2020.Ils
estiment également que ce produit représentera un marché de mille milliards de yens
(7,5milliardsd’eurosautauxactuel)d’ici2030.
Source:http://www.diplomatie.gouv.fr/fr/politique-etrangere-de-lafrance/diplomatie-scientifique/veille-scientifique-et-technologique/japon/article/lindustrie-papetiere-japonaise-se-lance-dans-la-production-massive-de-nano
Inventorsclaimnewwaytomakeconductiveplastics
Ralph Locke Ralph Locke was part of a team of researchers awarded a patent for its
workonnewconductiveresins.
A group of U.S. inventors might have found a way to make plastics conductive to
electricityandheatwithoutgoingthroughalaboriouscompoundingprocessofmixing
additivesandresins.
The inventors have patented a method of attaching a polymer chain to a nano-scale
metal particle and graphene, and that this composition can exhibit useful electrical,
thermal and even magnetic properties. Their research avoided the conventional
compoundingofconductiveadditiveswithapolymerinanextruder,wherethemixing
actioncreateshightemperaturesandpressuresthatcanaffectotherpolymerproperties
suchasstrength.
“We can get performance comparable to conventional compounding,” claimed Ralph
Locke,aninventorbasedinFortMyers,Fla.,whowaspartoftheteamthatreceiveda
U.S.patentthissummer.
Locke and colleagues spent five years on the project. They reacted nano-sized metal
salts with graphene and polymer components to make new materials that have
predictable electrical properties. The metal salts can be based on iron, copper,
manganese or other transition metals. The polymeric components can be based on
polyurethaneingredientssuchaspolyols,copolyesters,polyacrylatesandpolysulfides.
Lirelasuite:
http://www.plasticsnews.com/article/20151006/NEWS/151009931/inventors-claimnew-way-to-make-conductive-plastics#utm_medium=email&utm_source=pnnewproducts&utm_campaign=pn-newproducts-20151007&email_newprods
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Versdescompositesplusperformants
Des composites auto-cicatrisants avec des agents de réparation plus efficaces. Des fibres
microstructuréessurlemodèledelasoied'araignée.
Descompositesauto-cicatrisants
Uneplaiesurlapeaucicatrisenaturellementsansinterventionexterne.Depuisquelques
années, des scientifiques se penchent sur la possibilité de créer des matériaux
intelligentsquiprésenteraientlamêmepropriété.
Leschercheursdel'UniversitédeBristolétudientl'auto-cicatrisationdescomposites.Le
principe est connu. Un agent cicatrisant est encapsulé dans la matrice qui contient un
catalyseurcapabledelepolymériser.Encasdedommage,lorsquelapremièrefissurese
forme, elle rompt les microcapsules et libère l'agent cicatrisant qui progresse par
capillaritédansleplandelafissure.Ilentreencontactaveclecatalyseur,déclenchant
unepolymérisationquiresolidariseleslèvresdelafissure.
Les chercheurs ont étudié divers nouveaux mélanges époxy plus tenaces pour
déterminer leur aptitude à l'utilisation comme agents de cicatrisation de composites –
entermesdeviscositéetdepropriétésmécaniquesnotamment.Unerésineépoxyaété
sélectionnéeetmélangéeavecdiversdiluantsetdurcisseursetlespropriétésphysiques
despolymèresobtenusontétéétudiées.
La résistance au cisaillement par rapport à la résine de base a été augmentée jusqu'à
139% et la récupération après cicatrisation est améliorée de 269 % en termes de
tenacité.Desessaisdetractionontprouvélarestaurationdesfissuresintraplis.
Autotal,aprèsinfusiondelanouvellerésineviadesmicrosphères,larécupérationdela
rigidité de composites (légèrement) endommagés est complète. La vitesse de la
cicatrisationestfonctiondelatempératureenvironnante.
Enajoutantuncolorantàl'agentcicatrisant,lesdommagesauxcompositessemarquent
commedesecchymosessurunepeauhumaine,cequifacilitelescontrôles.
Les applications peuvent se trouver dans l'aéronautique
(ailes d'avion) mais aussi dans l'automobile, l'énergie
(éoliennes), le sport (raquettes de tennis) etc. ou les
produitsdeconsommationcommelesvernisàonglesautocicatrisantsoulesécransdeGSMquis'autoréparent.
Desfilsimitantlastructuredelasoied'araignée
Lasoied'araignée,avecundiamètrede3-8µm,estexceptionnellementrésistante.Elle
doit en grande partie sa ténacité à la structure moléculaire particulière de la matière
protéiniquedontelleestcomposée.
Enrouléesurelle-même,lasoiecontientdenombreusesliaisonschimiquessacrificielles
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qui peuvent se rompre et absorber de l'énergie avant que la chaine polymère ne soit
brisée. Pour rompre la protéine par étirement, il faut dérouler le "ressort" et rompre
touslesliens,cequiabsorbebeaucoupd'énergie.
Les scientifiques de l'Ecole Polytechnique de Montréal ont développé des fibres super
résistantesenimitantcettestructure.IlsmicrodéposentunesolutionvisqueusedePLA
dans le dichlorométhane ou bien du PLA fondu (approche IFDM, Instability-assisted
Fused Deposition Modeling) sur un substrat (le chas d'une aiguille) en déplacement.
Cela crée une instabilité qui résulte en formation de boucles périodiques dont la
géométriedépenddel'écoulementdufluide.Certainesinstabilitéss'accompagnentdela
formationdelienssacrificielsdifficilesàbriser,exactementcommedanslecasdelasoie
d'araignée.
La fibre se solidifie ensuite avec l'évaporation du solvant ou par
refroidissement. En jouant sur les vitesses de dépôt et de
déplacement, les scientifiques modifient la géométrie du filament
etdoncsespropriétésmécaniques.
Les applications potentielles sont les composites pour
l'aéronautique,lespiècesautomobiles,lesgiletspare-ballesetc.
Sources:Sirris(09-10-2015),http://www.sciencedirect.com,
http://onlinelibrary.wiley.com
OLEDmaterialsscale-upfacilityfornextgenerationTVs
Displays (DuPont) has announced the opening of a state-of-the-art, scale-up
manufacturing facility designed to deliver production scale quantities of advanced
materialsthatenablelarge-format,solution-basedprintedOrganicLightEmittingDiode
(OLED) displays. These materials are designed to help manufacturers develop OLED
displays that are brighter, more vivid, longer lasting and significantly less expensive
than the OLED TVs on the market today. The facility is located at the DuPont StineHaskell Research Center (Stine-Haskell) in Newark, Del., near DuPont's global
headquartersinWilmington.
"Materials are critical to the performance of an OLED TV and we are confident that
DuPonthasthebestperformingsolutionOLEDmaterialsavailableinthemarkettoday,"
saidAviAvula,globalbusinessdirector,DuPontDisplays."OurvisionisthatOLEDswill
becomethedisplaystandardandtomakethatvisionareality,wearefocusedonhelping
ourcustomersbringthecostoflargesizedOLEDTVsdowntolessthan$1000by2020."
DuPont's new scale-up facility is sized to meet the future growth expectations of the
OLEDTVindustry,whichanalystspredictwillincreasebyover70percentforthenext
several years and will require large quantities of highly sophisticated OLED materials.
DuPonthasbeendevelopingitssuiteofadvancedOLEDmaterialsforthelast15years.
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Thesematerialsarehighlyregardedforbothsolutionandevaporativeapplicationsdue
totheirlonglifetimeanddeepcolor.Inadditiontoitsrecentlyannouncedcollaboration
withaninkjetequipmentmakertoadvancesolutionprinteddisplays,DuPontisactively
engaged with the leading OLED display manufacturers to bring solution printed OLED
technologytomarketasquicklyaspossible.
DuPont'snewOLEDfacilityatStine-Haskellhaslarge-scaleformulationsystemsandcan
supportsimultaneousproductionofmultipleproductlines.Itwasdesignedwithafocus
on employee safety, environmental responsibility and producing superior quality
materialswiththehighestpossiblepurity.Theprojectwaspartiallyfundedbyagrant
fromthestateofDelawarein2012,withDuPontinvestingmorethan$20millioninthe
facility.
Source:http://www.printedelectronicsworld.com/articles/8492/oled-materials-scaleup-facility-for-next-generation-tvs
Small changes with big effects: Tuning polymer properties with
supramolecular interactions
ForbiologicalpolymerslikeDNAandproteins,supramolecularinteractionsdictatethe
folding and assembly of the polymer chains. Advances in synthetic polymer chemistry
enablethesynthesisofpolymersofdefinedlengthandcomposition,butthefieldhasyet
to reach the same level of sophistication as nature's polymers. However, the
incorporationofjustafewsupramolecularinteractionsintoasyntheticpolymerchain
can drastically change the manner in which the polymer assembles and interacts,
thereby altering the properties of a polymeric material. This highlight will focus on
approaches wherein a low-density of supramolecular functionalities (<10 wt %) were
used per polymer chain. How the selection of the appropriate supramolecular
functionality(basedonthedirectionalityandstrengthoftheinteraction),alongwiththe
location of these groups on a polymer chain, can afford a spectrum of material
propertieshasbeenhighlighted.Atoneend,thesupramolecularmotifcandramatically
altertheelasticityofamaterial,andattheother,themotifcanhaveamoresubtleeffect
likeincreasingthestabilityofamicelle. ©2015WileyPeriodicals,Inc.J.Polym.Sci.,Part
A:Polym.Chem.2015
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Highlightsfromarecenttrendinpolymersciencewherepolymerpropertiesare
tailorablethroughtheuseofsmallamountsofnoncovalentinteractions.Thisconceptis
usedinvariedcontextsfromthesynthesisofblockcopolymersthatself-assemblewith
remarkableorderinthinfilmstoimpartingdramaticflexibilityintraditionallybrittle
materialssuchaspoly(lactide).
Source:
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pola.27940/abstract;jsessionid=3C1B0AF
4D10338D6C84A78E381549056.f04t03
2. Techniquesdesynthèse:matièrespremières,procédés,outils
SFTIntroducesTheHPRSeriesOfHighPressureChemicalReactors
Supercritical Fluid Technologies (SFT) presents a line of stirred reactors for high
pressure chemistry. The HPR-Series reactors have been designed for researchers
interested in performing pressurized chemical reactions in their laboratories. These
reactors are ideal for a range of lab and research scale applications including, but not
limitedto,highpressurechemicalsynthesisandprocessdevelopment.
The reactors range in size from 50 milliliters to 4 liters and may be operated up to
10,000 psi and 350°C. Each reactor has a built in mixer with a magnetically coupled
impeller for optimal combining conditions. All high pressure components are ASME
rated, and protected by software “high alarms” and a rupture disc for safe operation.
These laboratory bench top models are ideal for applications where repetitive use
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makesconvenienceanecessity,suchascatalyticstudies,polymerization,hydrogenation,
oxidation, isomerization, and dehydrogenation. All sizes are supplied as ready-to-use
instruments requiring only utility connections prior to operation. The HPR-Series are
compact to easily operate in a fume hood. Their modular design makes it simple and
cost-effective to alter the units’ basic configuration to adapt to new or evolving
applicationneeds.
All functions for the HPR-Series Reactor are controlled by choices of three integrated
RxTrol™processors.TheRxTrolSr.offersadvancedfeaturesutilizingamicrocontroller
toperformallPID,ramp/soak,processtrending,dataacquisition,mixingandinterlock
functions.TheRxTrolJr.consistsof(2)temperaturesensors(wall/interiormounting),
andfuzzylogicPIDtemperatureandmixingcontrolsinatabletopassembly.TheRxTrol
Bconsistsof(2)temperaturesensors(wall/interiormounting)andanopenloopmixer
speedcontrolvia0-100%powerout-putknob.
Additionaloptionsincludespecialtymetals,vesselwindows(upto150degreesCelsius
operation only), additional ports, cooling coils, sample loops, stand alone pressure
transducers,supercriticalfluidpumpsandreagentadditionmodules.
Source:
http://www.textileworld.com/Articles/2015/October/SFT_Introduces_The_HPR_Series
_Of_High_Pressure_Chemical_Reactors
Unplastiqueàbased’air
Quelquesentreprisess’attaquentàl’effetdeserreenlançantdesinitiativesquipeuvent
réduire les émissions de carbone et même trouver un débouché utile au CO2. Elles
l’extraientdel’airpourlerecyclerenplastique.
Le recyclage des gaz à effet de serre pourrait s’avérer une activité lucrative qui ferait
aussi du bien à l’environnement. Sont concernés les gaz à base de carbone, comme le
CO2, une matière première bon marché et abondante qui est libérée comme sousproduit de la fermentation de l’éthanol, la production d’ammoniaque, d’oxygène et
d’oxyde d’éthylène, les sources de gaz naturel, les gaz de combustion des centrales
électriques au charbon,… Partout à travers le monde, plusieurs entreprises ont déjà
choisid’utilisercesémissionscommematièrespremières.Quelquesexemplesrécents.
NewlightTechnologies
Newlight Technologies récupère le carbone dérivé du méthane à partir de l’air et le
recycleenplastique,qu’ilaappeléAirCarbon.Cematériauthermoplastiqueécologique
offrelesmêmesperformancesquelesplastiquesàbasedepétroleetonpeutl’utiliser
pourfabriquerdenombreuxobjets,allantderobustesboîtiersdurablesjusqu’auxfilms
mincesetauxmeublesimposants.Leprocédébrevetéassocieunbiocatalyseuravecl’air
etlesémissionsdegazàeffetdeserrecontenantduméthane.Onpeutainsiconstituer
unelonguechaînedematériauthermoplastiqueàbasedepolyhydroxyalkanoate(PHA)
à partir des molécules de carbone, d’hydrogène et d’oxygène. Une fois synthétisé, le
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matériauestsortiduréacteurettransforméenpelletsquipeuventensuiteêtrefondus
etformés.Danssaformelaplusrudimentaire,lematériauestconstituéd’env.40pourcentd’oxygèneet60pour-centdecarboneetd’hydrogèneprovenantdesémissionsde
carbone.
Leprocédécomprendtroisgrandesétapes:captage,séparation
etpolymérisation(Source:Newlight)
Un problème auquel la conversion des émissions en polymères est généralement
confrontéeestsonprixélevé,cequil’empêchederivaliseraveclesplastiquesàbasede
pétrole.LerendementdubiocatalyseurutiliséparNewlightestneuffoisplusélevé,ce
quirendleplastiqueobtenuconcurrentielaveclesmatériauxcommelepolypropylène
etlepolyéthylène.
Depuis lors, Newlight a poursuivi le développement de la technologie en vue de sa
commercialisation. À cette fin, il a construit un site de production en Californie, qui
utilise l’air et les émissions de carbone à base de méthane concentré provenant d’une
installation de fermentation anaérobie. À la fin de 2013, l’entreprise introduisait déjà
son premier produit à bilan carbone négatif, une chaise. Le matériau convient pour
différents secteurs, notamment automobile, électronique, du bâtiment, de
l’habillement,…
Le développement de Newlight lui a déjà valu de nombreux prix et a suscité l’intérêt
entre autres de Dell Computers pour l’emballage des PC portables, de Sprint pour la
productiondehoussespouriPhoneetdugéantdelapétrochimieVinmarInternational.
L’entreprisemontrequ’ilestpossibledefabriquerdesproduitsàpartird’unesourcede
matièrespremièresàbasecarboneprovenantdel’air,etcelademanièreéconomiqueet
réalisable.
Covestro
Il n’y a pas qu’aux États-Unis que l’on recycle le carbone à partir de l’air : suite à des
considérationsécologiques,decréationdevaleurindustrielle,d’acceptionparlemarché
et de protection du climat, la société allemande Covestro (auparavant Bayer
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MaterialScience) a décidé d’utiliser le dioxyde de carbone comme matière première
pourlespolymères,maispaspourremplacerlessourcesfossiles.Eneffet,denombreux
procédés dégagent du CO2 comme sous-produit. Il serait possible d’incorporer jusqu’à
43 pour-cent de CO2 dans les polycarbonates aliphatiques et cycliques, pour la
productiondupolyuréthane.
L’utilisationd’unpolyoldérivéduCO2aétédéveloppéedansunlabocentralcommunde
CAT-catalytique, créé par Covestro et RWTH Aachen, qui constitue la première étape
d’uneimplantation.LepremiersitepilotedeproductiondupolyolàbasedeCO2estdéjà
devenu un fait: on y produit des polyols polycarbonates polyéthers (PPP) qui sont
ensuite transformés en plastiques purs. Le premier site de production est maintenant
déjàenphasedepréparation.Cetteusinedoitpouvoirproduired’importantesquantités
pourl’industrie,àsavoirdesmilliersdetonnes.Unecentraleélectriquefournitdesgaz
decombustiondeCO2traités,servantdebaseauplastique.
Covestrovoitdesapplicationspotentiellesdepolyolà
basedePURdanslesmoussesdePURsouples.
L’avantagedumatériauestquelesgroupesdecarbonate
danslespolyolsdérivésduCO2contribuentàdonnerla
viscositétandisquelesblocsdemoussePURàbasede
polyoldérivéduCO2présententunestabilitéthermique
comparableàcelleduPURfabriquéaveclespolyols
traditionnels.Grâceàsalégèreté,lematériaucontribueà
(Source:Bayer)
réduirelepoidsdesproduits,cequiintéressel’industrie
automobile.
Parailleurs,onpeutaussil’utiliserpourlesmatelas,commerembourragedemeubleset
pourl’isolationdesbâtiments.
Novomer
La société américaine Novomer et la société hollandaise DSM proposent un système
commercialisé utilisant le CO2 comme matière première pour les polymères. Il s’agit
d’une famille de polyols dérivés du CO2, vendus sous la marque Converge. Le système
repose sur un système breveté de catalyseur qui permet la transformation de gaz
d’échappement CO2 en polyols à hautes performances et à coût réduit pour tout un
éventail d’applications. Les polymères comportent jusqu’à 50 pour-cent massique de
CO2, qui permet ainsi de piéger les gaz à effet de serre pendant toute la durée
d’utilisationdumatériau.
D’après l’entreprise, l’utilisation du CO2 dans les plastiques présente pour avantage de
réduirelaconsommationdecombustiblesfossiles,etparticiperaussiàlaréductiondu
volume des gaz à effet de serre. De plus la production du matériau pourrait s’avérer
concurrentielmêmesanssubsidelorsd’uneproductionàplusgrandeéchelle.
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(Source:Novomer)
Sources:Sirris(16-10-2015),http://newlight.com,http://www.greenbiz.com,
http://www.plasticsnews.com,http://www.press.bayer.com,
http://www.covestro.com,http://www.rwe.com,http://www.novomer.com,
http://www.dsm.com
3. TechniquesdeMISEenŒUVREetADDITIFSdeformulation
Additivemanufacturing:quelquesnouvellesmachines
Deux imprimantes multimatières avec polymérisation UV, une imprimante DLP pour
une impression homogène, une imprimante jet d'encre couleur plus accessible.
Imprimerdusiliconeoudesantennes.Unprocédépourrecyclerdesrésidusdepoudre.
Uneimprimantemultimatière
LeschercheursduMIT(CSAIL)ontdéveloppél'imprimanteMultiFabquipeutimprimer
10matériauxdifférentsenuneseulesession.
L'intérêtdecettemachineestsonprix:7000$et20$/kgdematièrecontre250000$
et500$/kgpourdessystèmesexistantstelsqueObjetConnexdeStratasys.
Tous les composants sont low cost. Un système de pilotage par analyse d'image
compense les lacunes éventuelles du hardware et du software. La polymérisation est
faitepardesLED.
La gamme des photorésines mises en œuvre est très large et recouvre une palette de
propriétés mécaniques (rigides, flexibles), optiques (réfléchissantes ou non),
thermiques. La machine peut être adaptée pour imprimer des copolymères, des
hydrogelsoudesmatériauxàbasedesolvant.
Lamachineestextensibleetreconfigurable.Chaquemodulepeutêtrefacilementretiré
ouremisenplacesurunraildemontage.
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Uneautreimprimantemultimatière
L'imprimanteDLPXZEED,développéeenquelquesmoisparunétudiantdel'Université
deTwente,estcapabledecombinercinqmatièresoucouleurs.
L'intérêtdechangerdematériauencoursdefabricationseretrouvedansl'impression
depistesconductricesélectriques,oudepiècesàgradientderigidité.
Lamachineestbaséesurunplateauhorizontalsurlequelsontdisposées5contenants
enverrequicontiennentlesdifférentstypesderésine.GrâceauprocédéDLPbottom-up,
ellepeutfairepasserlapièceenconstructiond'unbacdansunautreplusieursfoisen
coursdeprocessus.
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UneimprimanteDLPpouruneimpressionhomogène
RobotFactoryproposeunenouvelleimprimanteDLP,3DLPrinter-HD2.0,rapide(2.5cm
dehauteuren1h),robusteetprécise.Sonvolumedeconstructionestde100x56x150
mm.
Mais l'innovationvientsurtout desafonction demasque.
Danslaplupartdesmachines,l'intensitédurayonnement
UV n'est pas homogène sur la surface de la pièce. Robot
Factoryrésoutleproblèmeavecun"masque"composéde
différentes nuances de gris, qui change l'intensité de
l'éclairagepourlerendrehomogèneentouslespointsde
lazoned'impression. Cettesolutionnereprésentequ'une
légère augmentation de la durée d'exposition et une très
petitedifférencedanslevolumedisponible.
Le masque est calculé par le logiciel lié à la machine pour chaque impression. Celui-ci
détermine à chaque fois exactement comment le masque transparent est superposé à
l'imageenquestion.
La machine est fournie non seulement avec le logiciel de gestion mais aussi avec tout
l'équipement et les accessoires nécessaires pour le nettoyage et la finition des pièces
imprimées(ycomprislefouràUVetundispositifàultrasons).
Elleestdestinéeauxprofessionnelsetestvendue12000€.
Uneimprimante3Dcouleurplusaccessible
Plusieursmachinesquipermettentd'imprimerencouleur–commeObjet500Connex3
deStratasys–sontdisponiblessurlemarché,maisgénéralementàuncoûttropélevé
pourlesPME.L'entreprisetaiwanaiseAddwiiproposeuneimprimanteàjetdeliantàla
moitiéducoût(20000$).
LamachineX1aunvolumedeconstructionde200x160x150mm;elleconstruitdes
couches de 80 à 120 µm à une vitesse de 42 mm/h et permet d'imprimer en couleur
avec une définition de 1200 dpi. La machine est basée sur les brevets de MicroJet
Technology,spécialistedestechnologiesjetd'encre.
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Imprimerdusilicone
WackerChemie,leadermondialdanslesilicone,s'intéresseàl'impression3D.
Jusqu'ici, vu les caractéristiques particulières de ce matériau, pour obtenir des
prototypes,ilfallaitimprimerdesmoulesenPLAouenABSpuisycoulerdusilicone.La
firme a développé une nouvelle technique qui permet d'imprimer directement jusqu'à
100gdesiliconeparheure.
Lesgouttelettesd'unsiliconespécialementformuléavecuncatalyseurauplatinesortent
de la buse sont déposées côte à côte pour construire une couche. Une lumière UV est
flashéeensuitepourréticulerlesmoléculesimprimées.
Lesobjetsproduitssontbeaucouppluslissesquelesautresthermoplastiquesimprimés
3Detlaqualitéestdumêmeordrequecellesdeproduitsinjectés.
Imprimerdesantennes
Pulse Electronics fabrique 5% de toutes les antennes des smartphones, routeurs et
autreséquipementssansfildel'électroniquedeconsommation.Lafirmeadéveloppéun
procédéappelé"fluidANT"pourimprimerdesantennessurdessubstrats3D.
Laplupartdesantennessontréaliséespargravure,soitsurlecircuitimpriméavecles
autres composants de base ou sur une surface 2D séparée intégrée avec le reste de
l'électronique.Maiscommelestéléphonesetautresdeviennentdeplusenpluspetitset
deplusenplusminces,lesfabricantsétudientlapossibilitéd'imprimerl'antennesurla
surface de l'appareil lui-même, avec l'avantage supplémentaire qu'une antenne UHF
peutêtreplusefficaceen3Dqu'en2D.
Lestechniqueslespluscourantespourfairedetellesantennes3DsontleLaserDirect
Structuring(LDS)–1/3descas-,l'estampageetlaconformationd'unefeuilleflexible
surlesupport.
Cependant,lessubstratsappropriéspourLDSsontlimitésetsontfragilesetcoûteux.
Pulse Electronics a développé FluidANT pour surmonter cette limitation et utiliser
d'autressubstratsquipeuventêtremoinschers(PC,PA,PBA…)ouactiverdenouvelles
fonctions(texture,etc.).Ilpermetégalementdesoptionsdecouleurs(problèmedunoir
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Octobre2015
decarbone).
LamachineFluidANTdéposedesencrescontenantdespaillettesd'argentavecunetête
montée sur un bras de robot 6 axes dont un axe de rotation - qui permet d'imprimer
dans et autour des objets. Chaque couche a une épaisseur de 25 µm et une largeur de
400 µm. Des têtes plus étroites sont disponibles pour d'autres applications. L'encre
d'impressionestensuitedurcieà100-110°C(parfoismoinssilesubstratlenécessite,
comme le PA sur lequel le frittage se fait à 80°C). Pulse collabore avec les principaux
fabricantsd'encrepourdévelopperdesencrescibléespoursesapplicationsspécifiques.
L'impressiond'uneantenneprend6-8sselonsescaractéristiques.LeprocédéLDSest
plusrapide,maisilnécessiteunpost-traitementdemétallisationetdoncuneétapede
plus.
Pulse Electronics a déjà imprimé plus de 2 millions d'antennes par ce procédé. Elle
comptevendrel'équipementàd'autresfabricants.Ilcoûteactuellement160000$mais
pourraitdescendreà100.000$.
Unprocédépourrecyclerdesrésidusdepoudre
StudioIlioconçoitdesmeublesavecdesrebutsdepoudresSLS(frittagelaser).
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L'idéeestdecréerunestructureentravaillantdesfilsdenichrome-unalliagedenickel,
de chrome et de fer. Une fois la forme souhaitée obtenue, la structure est placées à
l'intérieur d'un récipient contenant la poudre de nylon et des grains de silice. Une
batterie connectée aux extrémités du fil fait passer un courant électrique de 10 à 120
voltsquichauffelastructureàdestempératuresjusqu'à500°C.
Lematériauenvironnantfondets'agglomère,donnantnaissanceàunobjetbasésurla
formedesfilspliés.
Sources:Sirris(16-10-2015),BrevetUS2013229314,http://cfg.mit.edu,
https://www.youtube.com,http://essay.utwente.nl,http://lnx.robotfactory.it,
http://www.addwii.com,http://www.wacker.com,http://www.studio-ilio.com,
http://fluidant.com
GlobalGrapheneMarketForecasttoGrowat42.8%from2015to2020
The report "Graphene Market by Type (Graphene Oxide (GO), Graphene Nanoplatelets
(GNP), and Others), by Application (Electronics, Composites, Energy, Coatings, Sensors,
Catalyst and Others), by Region - Global Trends and Forecasts to 2020", published by
MarketsandMarkets,TheGlobalGrapheneMarketisexpectedtoreachUSD278.47Million
by2020,withagrowthrateof42.8%from2015to2020.
Asia-Pacific-Thefastest-growingmarketforgraphene
The Graphene Market in Asia-Pacific is projected to register the fastest growth rate in
the world. This is mainly attributed to the high economic growth rate, growing
manufacturing industries, cheap labor, and increasing graphene-based application
patents. Also, involvement of major research institutes/universities collaborations for
grapheneR&Dactivitiesarefewfactorsleadingtothegrowthofgrapheneinthisregion
intheemergingeconomiessuchasChina,India,andJapan.Chinaisthemaincontributor
andthemajorsourceofgraphiteandothermaterialsusedforgrapheneextractiontothe
GrapheneMarketinAsia-Pacific.ThedominanceofChinainthemarketforgraphenein
the region is owed to its rapidly increasing cross-industry collaborations, and major
R&D activities for the commercialization and enhancement of graphene being adopted
byvariousuniversitiesandresearchinstitutes.
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GrapheneOxide-Thelargest,bytypemarketofgraphene
GrapheneOxide,alsoknownasGO,isthelargestsegmentoftheGrapheneMarket.GO
haspresenceofoxygenfunctionalities,whichhelpsineasydispersabilityinwaterand
other organic solvents. Owing to its high electrical conductivity, GO is widely used in
electronic devices, catalytic oxidation, biotechnology, and as a surfactant in industrial
applications. In North America, GO is the leading segment, due to its low cost, easy
production process, and availability of large manufacturing facilities as compared to
othertypesofgraphene.
Energy-Thelargestapplicationmarketforgraphene
The energy application is the fastest-growing segment for graphene and this trend is
projected to continue in the near future due to the increasing demand of lightweight,
flexible,andrenewableadvancedmaterialswithlonglifespan.InAsia-Pacific,energyis
the third-largest consumer of graphene. The increasing demand of efficient energystorage capacity materials and recovery solutions by lithium ion (Li-ion) batteries
producers,andevolutionofultra-efficientsolarpanels,intheregionarethekeyfactors
for the growth of the graphene-based energy segment in the Asia-Pacific Graphene
Market.
TheglobalGrapheneMarketisascatteredandunorganizedmarketowingtothelarge
numberofsuppliersandbuyersacrosstheglobe.Also,theincreasingrivalryamongthe
playerstoobtainmajorityofthepatentsforgraphene-basedapplicationshasplayeda
majorroleinintensifyingthelevelofcompetition.MajorplayerssuchasCVDEquipment
Corporation (U.S.), Haydale Graphene Industries Plc. (U.K.) and research organizations
includingtheUniversityofManchester(U.K.),andUniversityofWaterloo(Canada)have
adopted various organic and inorganic developmental strategies. These strategies
majorlyincludemerger&acquisitions,partnerships,agreements&collaborations,and
productdevelopmentstoachievegrowthintheGrapheneMarket.Theymainlyfocuson
providinghigh-qualityandlow-costgraphene-basedmaterialsforvariousapplications.
Source:http://www.azonano.com/news.aspx?newsID=34016
Quelquesnouveautésdanslescomposites
Une technique pour améliorer les performances des fibres de carbone, un blindage sous
formedepapier,desjantesencarbonesurdesvéhiculesdesérie.
Unetechniquepouraméliorerlesperformancesdesfibresdecarbone
Les fibres de polyacrylonitrile (PAN) précurseur des fibres de carbone sont
classiquementfiléesàpartird'unesolutiondecopolymère.
Des chercheurs de Georgia Tech ont développé une technique pour augmenter la
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résistanceetlemoduledesfibresdecarboneparuneapprocheinnovantedefilageen
gel.
Danscettetechnique,d'unepartleschaînespolymèressontliéesentreellesetd'autre
partlesfibressontfortementorientées,deuxfacteursquicontribuentàunerésistanceà
latractionélevée.
Le gel filé est converti en fibre de carbone par un procédé de pyrolyse qui combine
chaleur et étirements. Cette technique élimine l'hydrogène, l'oxygène et l'azote du
polymère,nelaissantquelecarbone.
Les fibres de carbone produites ont une résistance à la rupture de 5.5 - 5.8 GPa et un
modulede354-375GPa,unecombinaisonrésistance/moduletrèsélevéeparrapportà
l'étatdel'art.Etpourdesfibrescourtes,larésistanceatteint12.1GPa.
Deplus,lesdéfautsnanométriquesdanslastructureinternedesfibresdecarbonesont
moins nombreux que dans les fibres commerciales. Ceci est dû au fait que les
concentrationsenpolymèredesgelspourlefilagesontmoindresquelesconcentrations
dessolutions.
Leschercheurstravaillentaujourd'huiàoptimiserleprocédé.
Unblindagesousformedepapier
Les ingénieurs de l'US Army Corps of Engineers développent un "papier peint" pour
protéger les soldats dans des abris temporaires. Sur le terrain, les militaires doivent
souvent s'abriter dans des bâtiments abandonnés qui, lorsqu'ils sont frappés par un
obusouunmissile,peuventeffondrerenfaisantvolerdesdébrisdangereux.
Leproduitseprésentesousformederouleauxd'unfilmplastiqueadhésifrecouvertde
fibres de kevlar entrecroisées. Il est léger, aisément transportable et facile à poser sur
lesmursdel'abri.
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Desjantesencarbonesurdesvéhiculesdesérie
Ford est le premier constructeur automobile à produire des jantes monoblocs en
composite carbone pour équiper un véhicule de série. Sa Mustang Shelby GT350R est
équipée de roues du fournisseur australien Carbon Revolution. Ces roues réduisent
l'inertie de 40%, améliorant ainsi les performances d'accélération et de freinage. La
janteestrigide,résistanteetlégère:ellepèse8.2kgaulieude15kgpourunejanteen
aluminium,cequipermetdegagner27kgsurletotalduvéhicule.
Leprocessusdefabrication,quiconsisteàinjecterdelarésinedansunepréforme,est
monitoréàpartird'untrèsgrandnombrededonnéesetd'imagestomographiques.
UnepuceRFIDestintroduitedanslematériaupourl'identificationduproduit.
Uncoatingisolantthermiquepermetàlajantederésisterauxtempératuresélevéeslors
del'utilisation.
Sources:Sirris(30-10-2015),http://www.sciencedirect.com,http://www.army.mil,
http://www.carbonrev.com
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4. Polymèresbiosourcés,biopolymères,biocarburants
Polymèresbiosourcés:Améliorerlespropriétéspour
l’industrialisation
Le pôle de compétitivité IAR a organisé une journée technique sur les polymères
biosourcés le 22 septembre. Rassemblant acteurs de la recherche académiques et
industriels, cet événement a constitué l’occasion de faire le point sur les avancées en
matièredepolymèresissusdelabiomasseetenvoiededéveloppement.Ainsi,lasérie
de conférences a évoqué les différents drivers qui soutiennent le marché actuel des
polymères issus de la biomasse. « Il existe plusieurs tendances portant l’implantation
despolymèresbiosourcés:lademandesociétale,lademandedelasupplychaindueà
l’instabilité des cours du pétrole, un meilleur coût de production des intermédiaires
nécessaires (tels que l’acide succinique pour le PBS), les nouvelles fonctionnalités ou
propriétésapportéesparlespolymèresbiosourcés,etenfinlaréglementation»,indique
Jean-MichelBrusson,déléguéscientifiquechezTotalenchargedesbiotechnologies,de
labiomasseetdelacatalysedepolymères.
Optimiserlatenueàlatransformationdesbiopolymères
Lasériedeconférencesaétél’occasionpourlesparticipantsdes’informeretdediscuter
destravauxautourdesrelationsstructure-propriétédepolymèresissusdelabiomasse
(lignocellulosique, saccharifère ou oléagineuse). Pour optimiser l’utilisation de ce type
de composé, il est possible d’y adjoindre des additifs (de préférence durables) pour
accroître leur tenue à la température ou leur résistance mécanique. « Par exemple, le
PBS possède des propriétés thermiques et mécaniques (à la rupture) comparables à
celles du polyéthylène. Cependant, il se révèle moins pratique à extruder », explique
FrançoiseFenouillot,professeuràl’InsadeLyon.Avantdepoursuivre:«Danslecadre
des projets FUI Thalia, le laboratoire est parvenu à améliorer son application en
injectionetextrusionnotammentenincorporantunadditif,unallongeurdechaîneetdu
PLA».Desoncôté,lastructurepoitevineValagroCarboneRenouvelableaexpliquéles
écueilsdel’utilisationduPLAenplasturgie.«Ilestpossibled’améliorerlespropriétés
du PLA (tenue à chaud, résistance aux chocs, perméabilité aux gaz, sensibilité à
l’hydrolyse) en travaillant sur la formulation. Des solutions techniques existent déjà
maisellesnesontpasencoreadaptéesenmatièredecoûtoudeteneurenbiocarbone»,
indiqueCédricDever,directeurscientifiquedeValagro.
L’événement organisé par le pôle IAR a également constitué l’occasion pour présenter
les projets de R&D en cours sur les polymères biosourcés. Ainsi, l’Institut Charles
Gerhardt de Montpellier a pu présenter les études réalisées sur l’utilisation de tanins
pour la substitution de bisphénol A dans le cadre du projet Green Epoxy, programme
retenulorsdu18eappelàprojetsFUI.LeLimatBretagneaexposésestravauxdansle
cadreduprogrammeBlueEcoPHAlancéenmai,etvisantàproduireduPHAàl’aidede
bactériesmarines.L’universitéClaudeBernardLyonIa,quantàelle,évoquéleprojetde
R&DSOragO,lauréatdu15eappelàprojetsdespôlesdecompétitivité.Ilapourobjectif
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detravaillersurlaréductiondel’impactenvironnementaldespeinturesindustrielles,en
particulierpourlecoilcoatingenmétallurgie.
Source:http://formule-verte.com/polymeres-biosources-ameliorer-les-proprietespour-lindustrialisation/
Lesemballagesàbasedechampignonssonneront-ilslafindes
emballagesenpolystyrène?
Qu'ils'agissedeschampignonsdeParis,deschanterelles,cèpesetautresgirolles,nous
lesmangeonsàtouteslessauces,avecdélectationmême.Maisunevertumajeurenous
avaitencoreéchappé.Depuis2008,lasociétéEcovativesesertdeschampignonscomme
matériauxpourlafabricationd'emballagesbiodégradables.
Elleutiliselemycélium,lapartievégétativedeschampignons,dontlerôledanslanature
n'estplusàfaire.Luiquienrichitlesolensedécomposantetaidecertainesplantesàse
nourrirgrâceàsessécrétionsd'enzymesouàsesrelâchementsdedioxydedecarbone.
Pour fabriquer ces emballages écologiques, l'entreprise new-yorkaise intègre le
mycélium dans un mélange d'eau, de nutriments et de déchets issus de l'agriculture
locale,telsquedelapailleoudesgrainesdecoton.Cemélangequ'elledisposedansun
mouleestensuiteplacéquatrejoursdansl'obscurité.Durantcettepériode,lesmilliers
defibresdumycéliumsedéveloppent-etserventdeliantàl'ensemble-jusqu'àprendre
la forme du moule qui a préalablement été défini. On lui fait alors subir un traitement
thermiquepourstoppersacroissance.Onobtientainsiunproduitnaturel.
Il s'agit probablement, à ce jour, de l'alternative la plus séduisante pour remplacer les
traditionnels matériaux synthétiques polluants qui encombrent nos décharges. Les
avantagesdesmatériauxàbasedechampignonconçusparEcovativesontnombreux:
leur impact environnemental est faible puisqu'ils s'avèrent biodégradables et
compostables, ils nécessitent moins d'énergie lors de la production, ils sont
économiquementcompétitifsetils'agitd'uneressourceabondantedanslanature.Qui
plusest,saproductionpeutêtrefacilementmaîtriséeparl'homme.
Cetypedeproduitestendemandecroissante.Entantquecitoyens,nousnoussoucions
bienplusdel'environnementqu'auparavant.Lesconsciencesontévolué-noussavons
que nous avons tous un rôle à jouer - et aujourd'hui, de nombreuses sociétés partout
dans le monde agissent pour préserver notre écosystème, comme c'est le cas pour
Ecovative.
Source:http://www.techniques-ingenieur.fr/actualite/materiaux-innovants-nanothematique_6342/les-emballages-a-base-de-champignons-sonneront-ils-la-fin-desemballages-en-polystyrenearticle_296773/?utm_source=ABO&utm_medium=alerte&utm_campaign=72/WP/VY4M
ATI
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CorbionPuracsuccessfullydevelopsPLAresinfromsecondgenerationfeedstocks
Corbion Purac has successfully made PLA (Poly Lactic Acid) bioplastic resin from
second-generation feedstocks. Second generation feedstocks are those, which are not
suitable for human consumption, and include plant-based materials like bagasse, corn
stover, wheat straw and wood chips. Corbion Purac invites users of PLA to join a
consortium to accelerate the market introduction of PLA resin made from alternative
feedstocks.
Followinganintensiveresearchproject,CorbionPurachassucceededinproducinghighgrade lactic acid from alternative feedstocks, from which PLA resin has been made.
Today, first generation feedstocks such as industrial cane sugar, sugar beet, corn and
cassava are used for producing lactic acid. They are grown following principles of
sustainable agriculture and have a high yield per hectare of land used. These highly
efficientfeedstocksare-andwillmostlikelyremain-agoodchoiceforlacticacidand
PLAproduction.CorbionPuracisthefirstcompanyintheworldtohavemadePLAfrom
second-generationfeedstocks,optimizingthelacticacidfermentationprocesstofitthe
special characteristics of the biomass. In the future, these alternative feedstocks can
haveahighimpactonthebiochemicalandbioplasticsindustries.
InordertofullycommercializeandbringPLAbasedonsecond-generationfeedstocksto
the market in commercial quantities, significant R&D efforts are still needed. Corbion
invitesallinterestedbrandownersandconverterstocontactusandjoinaconsortiumin
ordertoacceleratethemarketintroductionofsecond-generationfeedstockbioplastics.
Source:http://www.corbion.com/media/press-releases?newsId=1955535
DesPLAmoinscoûteux
LaKULeuvendéveloppeunnouveauprocédédesynthèseduPLAquidevraitrendrela
fabricationdecebiopolymèremoinscoûteuse.
L'acide polylactique ou PLA est un biopolymère compostable utilisé déjà dans de
nombreuxemballages.Maissaproductionestunprocessuscoûteuxenraisondesétapes
intermédiairesnécessaires:l'acidelactiqueprovenantdelafermentationdesucreissu
del'amidondemaïs,demaniocoudecanneàsucreestd'abordconvertienunpremier
produit dans un réacteur sous vide et sous haute température. Le polymère de basse
qualité obtenu est ensuite décomposé en blocs de base pour la fabrication de PLA de
qualité. Ces différentes étapes nécessitent des métaux et produisent des déchets et ne
sontdoncpastrèsécologiques.
DeschercheursdelaKULeuvenontdéveloppéunprocédéquiélimineuneétapedansla
productionduPLAetréduitlesdéchets.
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Leschercheursaccélèrentetguidentleprocessuschimiquedansleréacteurenutilisant
comme catalyseurs des zéolithes (des minéraux poreux composés d'aluminium, de
silicium et d'oxygène) comme catalyseurs. En sélectionnant la forme des pores de ces
matériaux, ils parviennent à convertir directement l'acide lactique en lactide sans
fabriquerdesous-produitsnuisibles.Larécupérationetlaréactivationducatalyseurest
aisée,demêmequelerecyclagedusolvantetdessous-produits.
LebrevetcouvrantceprocédéarécemmentétévenduàTotalquileferapasserdustade
laboaustadeindustriel.
Sources:Sirris(30-10-2015),http://www.sciencemag.org,http://www.kuleuven.be,
BrevetWO2014122294
Versdescosmétiquesbiosourcéssansmicroplastique
L’institutFraunhoferpourlamécaniquedesmatériaux(IWM)deHalle(Saxe-Anhalt)et
le pôle de compétitivité Bioeconomy travaille au sein du projet KosLigCel au
développement d’ersatz aux microplastiques contenus dans des produits de soin,
commelesexfoliantsoulesdentifrices.
Lesbillesdemicroplastiqueontunpouvoirabrasifutilepourdenombreuxcosmétiques
et produits de soin. Cependant celles-ci sont généralement à base de polyéthylène qui
n’estpasbiodégradable.Parailleurs,ellessonttroppetites(jusqu’à5mmdediamètre
maximum)pourêtrecaptéesdanslesstationsd’épurationetfinissentdanslesrivières
etocéansoùellespeuventêtretoxiquespourlafauneetlaflore.
LeprojetKosLigCelchercheàremplacerlepolyéthylènepardesmatériauxbiosourcées.
Lesrecherchesseconcentrentenparticuliersurl’utilisationdelalignine(d’avoineou
demaïs)etdelacellulose(deboisd’hêtre).D’autresmatériauxontdéjàétéutiliséspar
lepassé,commelacire,leseloulesnoyauxd’olive,etserontaussiétudiésplusendétail
aucoursduprojet.L’objectifétantd’obtenirdesproduitsdisposantdesmêmespouvoirs
abrasifsetpouvantêtrecompétitifsaveclessolutionsactuelles.
Plusieurs entreprises sont impliquées au côté du pôle de compétitivité Bioeconomy et
des chercheurs du Fraunhofer IWM parmi lesquels CFF GmbH, qui apportera les
matériaux biosourcées, et Skinomics GmbH pour l’expertise dermatologique des
nouveauxproduits.
Plusd’informations:
SiteduFraunhoferIWM(enanglaisetallemand):www.iwm.fraunhofer.de
SitedupôledecompétitivitéBioeconomy(enanglaisetallemand):www.bioeconomy.de
Sitedel’entrepriseCFFGmbH(enanglaisetallemand):www.cff.de
Source:"SaubereKosmetikfürsaubereUmwelt:FraunhoferIWMentwickelt
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biobasierteErsatzmaterialienfürMikroplastik",CommuniquédepresseduFraunhofer
IWM,14/10/2015–http://www.iwm.fraunhofer.de/presse-veranstaltungenpublikationen-preise/details/id/1101/
Source:http://www.diplomatie.gouv.fr/fr/politique-etrangere-de-la-france/diplomatiescientifique/veille-scientifique-et-technologique/allemagne/article/vers-descosmetiques-biosources-sans-microplastique
Focuson:PolymersfromRenewableResources
Withincreasingdemandsuponourplanet’sresources,moreandmoreresearchefforts
are focussing on preparing new materials from renewable resources. Especially
considering the global plastic production (299 million tonnes in 2013), new routes
towards renewable polymers are ever more desirable. Renewable polymers can
generally be classified into the following three groups: naturally occurring polymers
suchaspolysaccharidesandproteins,polymerspreparedbymicrobialfermentationand
polymers synthesised from bioderived monomers. This month, focussing on polymers
fromrenewableresources,wetakelookatthreearticleswhichutilizerenewableplantderived monomers to synthesise various polyesters. The plant-derived monomers
described are based on the following compounds: erucic acid, commonly found in
rapeseed oil, eugenol which is present in clove oil and δ-decalactone which can be
extractedfromCryptocaryamassoia.
1.Thermoplasticpolyesterelastomersbasedonlong-chaincrystallizablealiphatichard
segments, Florian Stempfle, Brigitta Schemmer, Anna-Lena Oechsle, Stefan Mecking,
Polym.Chem.,2015,6,7133-7137.
Thermoplastic polyesters were prepared via polycondensation with a plant-oil based
longchain(C23)α,ω-dicarboxylicacidandthecorrespondingdiolcomprisingthehard
segments, and poly(tetramethylene glycol) (PTMG) or carbohydrate-based
poly(trimethylene glycol) (PPDO) soft segments. Physical crosslinking was achieved
through crystallization of the long aliphatic segments, resulting in enhanced thermal
propertieswhencomparedtotheC12analogues.
2.Synthesisandpropertiesofpolyestersderivedfromrenewableeugenolandα,ω-diols
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via a continuous overheating method, Keling Hu, Dongping Zhao, Guolin Wu, Jianbiao
Ma,Polym.Chem.,2015,6,7138-7148.
Aromaticmonomersderivedfromeugenolweresynthesisedutilizing“click”chemistry
and a subsequent Williamson ether synthesis. They were subsequently polymerised
with various α,ω-diols via a continuous overheating method across the
transesterification stage to form polyester thermoplastics. The Young’s modulus and
ultimate strength of the resulting materials was not particularly high although they
exhibitedexcellentductility.
3.Newbiomaterialsfromrenewableresources–amphiphilicblockcopolymersfromδdecalactone,KuldeepK.Bansal,DeepakKakde,LauraPurdie,DerekJ.Irvine,StevenM.
Howdle,GiuseppeMantovani,CameronAlexander,Polym.Chem.,2015,6,7196-7210.
Various polymers and copolymers were synthesized from the low-cost and easilyaccessible renewable monomer δ-decalactone, which is an FDA approved flavouring
agent. Amphiphilic copolymers were shown to self-assemble into micelles which were
biodegradableandshowedlowtoxicityinvitro.Themicellesenabledsustainedrelease
ofamodeldrugcompoundover8days,highlightingthepossiblebiomedicalapplication
ofthesedegradableδ-decalactonecopolymers.
Source:http://blogs.rsc.org/py/2015/10/29/focus-on-polymers-from-renewableresources/
5. APPLICATIONSdesPolymères
a. Systèmesintelligents
Desemballagesintelligentspourluttercontrelegaspillage
alimentaire
Un capteur pour détecter la viande avariée, un autre (imprimé en 3D, y compris les
composantsélectroniques)pours'assurerdelafraîcheurdulait.
Unemballageintelligentpourdétecterlaviandeavariée
Pour lutter contre le gaspillage alimentaire, il faut offrir aux consommateurs des
informationsplusprécisesqueladatedepéremption.Pourcefaire,leMITadéveloppé
uncapteurcapablededétecterlesgazémisparlaviandeoulepoissonavarié.
Lorsquelaviandepourrit,elleémetdesaminescommelaputrescineoulacadavérine.
Pourlesdétecter,leschercheursontutilisédesnanotubesdecarboneàsimpleparoisur
lesquelsontétégreffésdesgroupementschimiquesquiprésententdesaffinitésavecces
amines.
C’estlecasdesmétalloporphyrines,desmoléculesorganiquesavecunatomemétallique
central. Les chercheurs ont choisi une arylporphyrine avec un atome de cobalt.
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Lorsqu'elle se lie aux amines, le métal change d'état d'oxydation et la résistance
électriquedesnanotubesdecarboneestmodifiée.Ilsuffitd'appliquerunedifférencede
potentiel sur le dispositif et de mesurer le courant qui passe. La sensibilité est sous le
ppm;lasélectivitéparrapportauxaminesestélevéeetlastabilitéàl'air,àl'humiditéet
dansletempsestimportante.
Les chercheurs ont déjà testé le capteur sur du porc, du poulet, de la morue et du
saumon. Quand ils sont réfrigérés, ces aliments se conservent 4 jours. Quand ils ne le
sontpas,ilssedégradent,maisàdesvitessesdifférentes.
Intégré à un emballage, ce capteur pourrait indiquer en temps réel si l’aliment est
toujours propre à la consommation ou non. L’avantage est sa petite taille et son faible
coût de fabrication comparé aux détecteurs actuels. De plus, il ne consomme que peu
d'énergiepourfonctionneretlalecturedesdonnéespeutsefaireparsmartphone.
Unemballageintelligentpours'assurerdelafraîcheurdulait
Des chercheurs de l’Université de Berkeley et de l’Université nationale Tung Chio de
Taiwanontdéveloppéuncapteurélectroniqueàfaiblecoûtpourcontrôlerlafraîcheur
dulait.IlsontcréélescomposantsélectroniquesducapteurWiFiparimpression3D.
Pourcréerlescomposantsducapteur,ilsontfabriquéparFDMavecunetêtemultiple
des structures polymères, y compris des supports et des structures sacrificielles, avec
unerésolutionde30µm.Aprèséliminationdesmatériauxsacrificiels,dessuspensions
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Octobre2015
de particules d'argent sont injectées puis solidifiées pour former les éléments et
interconnectionsmétalliques.
Les chercheurs ont ainsi fabriqué divers composants, y compris des résistances, des
condensateurs et des inducteurs. Ils ont créé un circuit résonant (fréquence de
résonancede0.53GHz),quiaétéplacéàl’intérieurdubouchon.Lorsquelabriqueoula
bouteille est retournée, une petite quantité de liquide se place entre les électrodes du
condensateur.Lessignauxélectriquessontmodifiésenfonctiondel’augmentationdes
niveauxdebactéries.
Lesuivid'unebriquedelaitàtempératureambiante(22°C)apermisdeconstateren36
h une diminution de 4.3% de la fréquence de résonance, correspondant à une
augmentation significative des niveaux de bactéries. Lorsque la même brique est
réfrigérée,lachutedefréquencen'estquede0.12%surlamêmepériodedetemps.
Ce qui semble surtout intéressant dans cette recherche est la technique utilisée pour
fabriquerparimpression3Ddesmicrocomposantsélectroniquesetdescapteurspassifs
bonmarché.
Sources:Sirris(02-10-2015),http://onlinelibrary.wiley.com,http://www.nature.com
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Denouveauxmusclesartificiels
Deschercheursdéveloppentdesfibresconductricessuperélastiquessurbased'unsystème
cœur-gaineélastomère-nanotubesdecarbone.
L'Université du Texas à Dallas développe de nouvelles fibres conductrices
superélastiquespourcréerdesmusclesartificielsetdescondensateursquistockentune
grandequantitéd'énergielorsqu'ilssontétirés.
La fibre, très extensible, est constituée de feuilles de nanotubes enroulées autour d'un
élastomèrelorsqu'ilestétiré.Lorsqu'ilserelâche,desbouclesseforment,avecuneffet
accordéon. De plus, le diamètre de la fibre rétrécit avec l'étirement de la matière,
provoquant un second niveau de flambement autour de la fibre lorsque les premières
bouclesdisparaissentsousl'effetdelatraction.
Ce double comportement permet de rendre la résistance électrique insensible à
l'étirement:celui-cipeutatteindre1320%avecunchangementderésistancedel'ordre
de5%.
Avec une gaine externe élastomère, les chercheurs obtiennent un condensateur
extensible, la seconde couche élastomère faisant office de diélectrique entre les deux
électrodesànanotubes.
En superposant des couches, les chercheurs produisent des capteurs de contraintes
générantunchangementdecapacitancede860%quandlafibreestétiréeà950%etdes
muscles torsionnels opérant de manière réversible par un mécanisme d'actuation
traction-torsion.
La technologie s'adapte à différents diamètres de fibres (jusqu'à 150 µm) et il est
possibled'assemblerdesfibresmincesenunfaisceaupourformerunfil.
Lamatièrepremièreélastomèreétantpeucoûteuseetlatechniquerelativementsimple,
lacommercialisationdecenouveautypedemuscleartificielpourraitêtreassezrapide.
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En dehors des muscles, les applications sont nombreuses : fil conducteur dans un
stimulateur cardiaque, connectique de circuit électronique flexible, câble superélastique,brasrobotiquesavecunegrandeportée…
Source:Sirris(09-10-2015),http://www.sciencemag.org
Lematériauquiseréparelui-même
En collaboration avec la Nasa, une équipe de chimistes du Michigan est en train de
concevoirunmatériauàl'incroyablepropriété:ilpourraitserégénérertoutseul.
Penséavanttoutpourunusagespatial,lematériau«capabledeserégénérertoutseul»
répondàunbesoindesécurité.Quecesoitdanslastratosphèreoudansl'espace,ilya
toujours des risques d'impact, qui, même s'ils sont minimes peuvent endommager
gravement la carlingue de l'appareil (avion, fusée, station orbitale…). Il faut, à ce
moment,queletrousoitrapidementcolmatésil'onneveutpasperdretoutl'oxygène
parexemple.Cequiseraitfatalàl'équipage.
Lematériaumisaupointrendmoinsvulnérablescesappareilsenleurpermettantdese
régénérereux-même.Composédetrialkylborane,delafamilledesalkylboranes,ilala
capacité de se solidifier au contact de l'air. C'est le principe de la polymérisation, « ce
procédé par lesquels des petites molécules réagissent entre elles pour former des
moléculesdemassesmolairesplusélevées».
Pours'assurerduprocédé,leschercheursonttentéuneexpérience.Ilsontinséréentre
deux couches de plastiques (solides donc) une espèce de résine liquide contenant le
trialkylborane. Puis ils l'ont perforé avec une balle de fusil. La brèche n'aurait pas mis
plusd'unesecondeàsecolmatergrâceàlaréactionavecl'oxygène.
Leprocédén'estpasnouveau,maisc'estlapremièrefoisqu'ilestaussirapide.Quandil
fallait compter une à plusieurs heures pour le rebouchage d'un trou avec d'autres
produits,ici,unevoirequelquessecondessontsuffisantes.Etc'estévidemmentleplus
quidevraitfaireladifférence.
Source:http://www.techniques-ingenieur.fr/actualite/materiaux-innovants-nanothematique_6342/le-materiau-qui-se-repare-lui-memearticle_297424/?utm_source=ABO&utm_medium=alerte&utm_campaign=72/WP/VY4M
ATI
29
Octobre2015
b. Polymèrespourl’électronique
Nouveautransistorflexibleetrésistant
LaNationalInstituteofAdvancedIndustrialScienceandTechnology(AIST)adéveloppé
unnouveautransistorsoupleetrésistant.
L’AIST a mis au point un transistor flexible résistant aux torsions et étirements. Pour
cela, la plupart des éléments est composée de caoutchouc ou de gel. Selon l’AIST, il
résisteraitmêmeauxlavagesetàuntalonhautquil’écraserait.
Tous les composants ont vu leur conductivité améliorée comme par exemple les
matériauxcompositesdesélectrodesenmélangeantdesnanotubesdecarboneàparoi
simple avec du caoutchouc. Le gel utilisé n’est pas isolant car lorsqu’un courant est
appliqué,lesionsàl’intérieurdugelsemettentenmouvement.
Ayantuneépaisseurd’environ1mm,cetransistorestdestinéauxcapteursportatifs.
Source:http://www.diplomatie.gouv.fr/fr/politique-etrangere-de-la-france/diplomatiescientifique/veille-scientifique-et-technologique/japon/article/nouveau-transistorflexible-et-resistant
CustomFit:Self-Wrapping3DElectronics
AteamofresearchersatStanfordUniversity,USA,hasdevelopedshape-controlled,selfwrapping3Delectronicsbasedoncarbonnanotubes.Forthefirsttime,ashapememory
polymer is used in electronic devices, with performance demonstrated in the form of
transistors,gasandtemperaturesensors,andmemorydevices.
Uponheating,thebilayerstructurechangesshape.
Recent advances in ultrathin devices have facilitated the development of new
technologies, from flexible displays to myriad medical applications. While electronics
areconventionallydesignedfortwo-dimensionalsurfaces,allofthelivingandinanimate
systems encountered in our daily lives are three-dimensional. For a full integration of
developing thin-film technologies, electronics that can be controllably shaped to
irregularcontoursarehighlydesirable.
Using a bilayer structure of shape memory polymers and polyimide, shape-controlled,
self-wrapping 3D single-walled carbon nanotube (SWNT) electronics are developed.
30
Octobre2015
Localshapecontrolisachievedwithelectricallyactivatedpre-patternedheaters,which
allowthecurvaturetobetunedinvariousdirectionsatdifferenttimes.Theresearchers
present this local control by fabricating a foldable “lotus flower”, which folds up on
increasingtheheatingtemperaturefrom110to140°C.Furtherheatingbeyond190°C
causedthe“flower”tounfoldagain,asthepolystyrenesoftened.Finiteelementmethod
simulationsgiveinsightintotheinternalstressdistributionduringthefoldingprocess.
Finite element method simulations indicate the internal stress distribution during the
shapeevolutionofalotus-shapedpolymer–polyimidestructure.
Finiteelementmethodsimulationsindicatetheinternalstressdistributionduringtheshapeevolutionofalotus-shaped
polymer–polyimidestructure.
Theabilityoftheseflexibleelectronicstowraparoundvariouseverydayobjectsisalso
demonstrated, presenting the potential for their practical application as portable
sensors. In this study the devices were heated up to 220 °C, with no degradation in
performance before or after deformation. While SWNTs were chosen due to their
favorable mechanical properties and projected low-cost processing, the authors point
out that their shape-controllable bilayer structure can be applied to other flexible
electronics systems. Exciting prospects could be on the horizon, as the path has been
paved to incorporate bidirectional shape memory polymers to study reversible shapememoryeffectsforelectronics.
Source:http://www.materialsviews.com/custom-fit-self-wrapping-3d-electronics/
PixelligentPresentsNewNanocompositeMaterials-BasedOLEDLight
Extraction
Pixelligent, the leader in high-index materials, announced today the development of a
new OLED light extraction technology that dramatically increases light output in their
customer's OLED Lighting devices. Pixelligent founder and chief technology officer, Dr.
Gregory Cooper, presented the new technology at the 17th Annual OLEDs World
Summit.
These new nanocomposite materials, which combine scattering particles along with
PixClear® zirconia, are delivering significant improvements in light extraction and
efficiency for numerous OLED lighting applications. "This class of materials represents
the next generation of Pixelligent's technology development strategy. In fact, we have
seen light output double in devices that our partners and customers have tested with
ourPixClear®OLEDproducts,"saidDr.Cooper.
Dr. Cooper's presentation included the numerous breakthroughs Pixelligent has
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Octobre2015
achieved in OLED lighting applications, derived from its unique and proprietary light
extractionnanocompositematerials.ThesenewOLEDmaterialswillenablePixelligent's
customers to deliver new OLED Lighting devices with unprecedented light extraction
andcostefficiencies.
Source:http://www.azonano.com/news.aspx?newsID=34083
c. Revêtementdesurface
Fabricationofnanostructuresbyroll-to-rollextrusioncoating
New research has demonstrated a novel high speed
roll-to-rollprocessfornano-andmicrostructuringof
large areas of plastic foils. Replication of
nanostructures with size below 100 nm was shown
at line-speed of 60 meters per minute. The process
has potential to accelerate the integration of
nanostructured materials in a broad range of
applications, including optical, technical and
functionalsurfacesanddevices.Possibleapplications
mayevenincludecastmoldingofadvancedmaterials
for photovoltaic, thermo-electric, electro-active and
electro-storage applications, where nanostructuring
oftenleadstoimprovedproperties.
The process is known as roll-to-roll extrusion coating (in the packaging industry
commonly referred to as co-extrusion), and is widely used for production of smooth
polymerfilms,buthasnotpreviouslybeenemployedforreplicationofnanostructures.
Amongbenefitsoftheprocessareavailabilityofawiderangeofcommercialextruders,
off-the-shelf extrusion grade polymers, functional additives, polymeric materials with
gooddiffusionbarrierproperties,andtheoverallmaturityofthetechnology.Inroll-torollextrusioncoatingamoltenpolymerfilmisextrudedthroughaflatnozzleforminga
melt curtain, then stretched in air, and finally laminated onto a carrier foil. The
laminationprocesstakesplaceasthemeltcurtainissqueezedbetweenacoolingroller
andarubbercounterroller.Byattachingananostructuredmetalsheettothesurfaceof
thecoolingroller,thereliefstructurefromthesheetcanbereplicatedontoaplasticfoil.
In this article by Rafael Taboryski et al. it is demonstrated that nanostructures with
typicallinewidthsintherange100–400nmarebestreplicatedusingsemi-crystalline
polymerssuchaspolypropylene(PP),runningathighrollerline-speedof60metersper
minute, and high cooling roller temperature of 70°C. Replication in other common
polymers like polyethylene (PE) and polystyrene (PS) was not possible for
nanostructures.However,structureswithlinewidthsanddepthsaboveca.400nmwere
moreforgivingandallowedforawiderrangeofmaterials.Forsuchmicrostructures,it
was found that process parameters had to be individually optimized for each pattern,
indicatingthatviscoelasticflowintothereliefplaysamoreimportantrole.
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Octobre2015
Source:http://www.materialsviews.com/fabrication-nanostructures-roll-rollextrusion-coating/
d. Energie
Howtofindthe“optimal”molecularweightforphotovoltaicpolymers
Some of the high-efficiency polymers for organic photovoltaic applications (power
conversion efficiency > 10%) are now commercially available in small quantities for
laboratory-scaleresearchanddevelopment.Quiteoften,thesepolymersaredispatched
to the end-users, where batch-to-batch variations may occur, and lead to large
fluctuations in device performance. Clearly, the batch-to-batch variation is a key
obstacleforthecommercializationofthespecifictechnologyinthefutureandneedsto
bebettercontrolled.Thevariationinperformanceismainlyattributedtothemolecular
weight of the polymers. Particularly, important aspects in a variety of polymers are
thmarc.201500398influenceofmolecularweightonphotovoltaicefficiencyecorrelation
betweenthenumber-averagemolecularweight(Mn)andpolydispersityindex(Đ)ofthe
polymeranditssolarcellperformance.
In a recent review article researchers from Ioannina
(Greece) and Erlangen (Germany) present a systematic
analysisoftheinfluenceofMnandĐinnewlydeveloped
electron donor conjugated polymers for high
performance organic photovoltaics bringing together
many studies published in the literature. It becomes
evidentthatthereisatradeoffbetweentheincrementof
Mnandtheprocessabilityoftheresultingpolymericink.
As themolecularweight ofthepolymer increasesup to
the point where thepolymer exhibits good solubility in
theorganicsolvent,henceenablingtheeasyprocessing,
the charge transporting properties and the absorption
coefficientofthepristinepolymericfilmsincrease.
Thisreviewnotonlydiscussesapproachestofollowinordertoenhancethemolecular
weightofelectrondonorpolymers(e.g.bychangingthecatalystorconsideringtheexact
stoichiometric composition of very clean precursors) but also how this influences the
optoelectronic properties, charge transport properties, structural conformation,
morphology,andthephotovoltaicperformanceoftheactivelayer.Thesetrendsshould
beofinterestforeveryoneworkinginthefieldoforganicphotovoltaics.
Source:http://www.materialsviews.com/find-optimal-molecular-weight-photovoltaicpolymers/
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Octobre2015
Improvingtheoperationalstabilityofpolymersolarcellmodules
Inthepasttwodecadesthethirdgenerationofphotovoltaics–alsoreferredtoasplastic
solarcells–havebeenthesubjectofintenseresearch.Thisattentionhasrootsinthefact
thattheactivecomponentsinthistechnologyarepolymersorsmallorganicmolecules
whichcanbedissolvedandusedasaprintingink.Thismakesitpossibletomanufacture
these photovoltaic cells by printing and/or coating at high speeds, in ambient
atmosphere(novacuum,lowheating).
Such processing, referred to as roll-to-roll (R2R) processing, is a pathway to a cheap,
flexibleandlightweightenergyharvestingtechnology.Howeversuchrealizationshave
yet to be achieved because numerous materials used in lab scale devices are not
compatible with R2R processing. A well-known example is Indium Tin Oxide (ITO) a
transparent conductive material widely used as electrode. ITO is a rare material and
therefore is expensive. It also needs to be deposited by sputtering and is extremely
brittle. For this reason recent years have led many research groups to develop novel
electrodes(silver,gold,graphene…)complyingwiththeabove-mentionedproperties.
Recently a team from the Technical University of Denmark (DTU) lead by Prof. F. C.
Krebs has developed various ITO-free electrodes for large scale R2R manufacturing of
organicsolarcells.Twotypesofphotovoltaicmodulesweremanufacturedusinganovel
silver nanowire (AgNW) electrode (57 cm2) and a carbon electrode (30 cm2). A high
efficiencypolymerPBDTTTz-4wasusedasactivematerial.Contrarytomanyotherhigh
performancepolymers,thesemodulesretainedtheirefficiencyshowingthatPBDTTTz-4
isagoodcandidateforupscaling.DuringindoorandoutdoorstabilitystudiestheAgNW
modulesshowimprovementinlifetimecomparedtothecarbonbasedones.Thishigher
stabilityislinkedtotheremovalofthePEDOT:PSSinthefrontelectrode.
Source:http://www.materialsviews.com/improving-operational-stability-polymersolar-cell-modules/
Betterbatterieswithorganicpolymercathodes
Japaneseresearchershavedevelopedanovelorganicpolymercathodematerialforuse
in rechargeable Li or Na batteries. The poly(benzoquinonyl sulfide) (PBQS) cathode
demonstrates high energy density, excellent cycling stability and exceptional rate
capabilityinaLibattery.
Conventional Li-ion batteries are limited to inorganic intercalation cathodes, which
restricttheenergydensitieswhichcanbeachieved.WhileLi-SandLi-O2batteriesshow
improved energy densities, they pose many significant problems. Li- and Na-organic
batteries may present a greener, sustainable alternative, with an attractive
electrochemicalperformance.
However, these organic cathode materials must overcome problems of low redox
potential and unfavorable dissolution, with which they are commonly associated. The
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Octobre2015
groupfromAIST,Japan,hassuccessfullyachievedthisbydevelopinginsolublepolymer
PBQS, based on benzoquinone (BQ) – which has high redox potential (2.5-3.0 V vs
Li+/Li) and high theoretical capacity (496 mA h g-1) – units with thioether linkages.
Following a polymerization-oxidation approach, from Li2S and dichlorobenzoquinone
(DCBQ),thegroupwasabletoobtainPBQSinhighyield.
TheLi-PBQSbatteryexhibitssuperiorenergydensity(2.67Vx275mAhg-1=734Wh
kg-1) to that of commercial inorganic cathodes, stable long-term cycling performance
(1000cycles,86%)andoutstandingfast-discharge/chargecapability(5000mAg-1,72
%). Disappointingly, the researchers found the Na-PBQS battery performed much
poorer in terms of cycling and rate. By exploring the electrolyte used, they hope to
improve these properties to match those of the Li-PBQS battery. The exceptional
performance of the Li-PBQS battery represents a significant step towards economical,
environmentallyfriendly,high-performanceLi-organicbatteries.
Source:http://www.materialsviews.com/better-batteries-organic-polymer-cathodes/
Non-ToxicandEfficient:NewDevelopmentsforPolymerSolarCells
AteamofUSandChinesescientistshasdemonstrateda
new, nonhalogenated solvent system to produce
polymersolarcells(PSCs).Theenvironmentallyfriendly
process produces PSCs with a much better power
conversion efficiency (PCE) than conventionally
prepareddevices.
To date, most high performance PSCs are fabricated
using chlorinated solvents, which offer almost ideal
conditionstocontroltheactivelayermorphologyofbulk
heterojunctionsolarcells.However,thetoxicityofthese
solventshasdriventhedevelopmentofprocessesbased
onnonhalogenatedsolvents,whichcouldthenbescaled
forindustrialmanufacturing.
Transmissionelectronmicroscopyimagesshow
thestarkmorphologicaldifferencesofPSCs
processedbydifferentsolvents.Thescalebaris200nm.
Usingdithienosiloleandthienopyrrole-4,6-dione(PDTSTPD)asthedonorpolymer,the
researchers produced optimized PDTSTPD:PC71BM-based PSCs with an inverted
structure.Fourprocessingsolventswereinvestigated:1,2,4-trimethyulbenzene(TMB),
TMB with 30 mg mL-1 1,5-dimethylnaphthalene (1,5-DMN) as a processing additive,
chlorobenzene (CB), and CB with 1,8-diiodooctane (DIO). CB and DIO make up a
commonlyusedhalogenatedsolvent-additivepair.
The current–voltage characteristics of the PSCs were compared against a CB–DIOprocessed reference device. The nonhalogen-processed PSCs met or surpassed the
performance of the reference device with a PCE > 8%, an open-circle voltage (VOC) of
35
Octobre2015
-2
0.90V,ashortcircuitdensity(JSC)of13.42mAcm ,andafillfactor(FF)of≈70%.The
influence of the device structure with this solvent effect was tested, with results
suggestingthatotherdevicearchitecturesmayalsobenefitfromthisstrategy.
Themorphologyandperformancerelationshipbetweenthehostsolventsandadditives
were extensively investigated through a range of methods. Good performance was
showntocorrelatewithafinelydistributednanomorphology,aswellasawell-defined
polymer fibril network structure. The research represents an important step towards
higherperformanceandlesshazardousprocessingforPSCs.Forcomprehensivedetails,
readersarereferredtothefullpublication.
Source:http://www.materialsviews.com/non-toxic-efficient-new-developmentspolymer-solar-cells/
e. Transport
R.A.S.
f. Bâtiment,construction
Everblock,unlegotailleréelle
Unesociéténew-yorkaiseproposedeconstruireetmodulermeubles,étagères,bureaux,
etmêmedescloisonsgrâceàdesbriquesenplastiquesgéantes.
Même si l’idée avait pu effleurer l’esprit de certains
inconditionnels de la petite brique de Lego, c’est
l’entrepreneurnew-yorkaisArnonRosanquilepremier
la mise en pratique. Sa société Everblock propose de
construire et moduler à l’envie des meubles en tout
genre et cloisons grâce à des briques à plot géantes en
polypropylènequis’emboîtent,sanscolleetaucunoutil,
àunprixpeucoûteux.
Dequatretaillesdifférentesetdetouteslescouleurs,ellespeuventrenforcéesdetiges
d’acier,deboisourenfortsenPVC,notammentpourlaconstructiondemurs.
Lasociétéaméricainesouhaiteégalementproposerceconceptmodulaire,réutilisableet
facileàdéployerlorsdecatastrophesnaturelles.Léger,facileàmonteretàentretenir,
résistantauxintempériesethygiénique,ilpeutaussibienfaireofficed’abriprovisoire,
destructuremédicaleoudelieudestockage«Ilyaunfortbesoind’abrisrigidesfacilesà
transporter,durablesetsolides,expliqueArnonRosan.Avoirdesmursrigidesoffreun
plushautniveaudeprotectionquelestentes.Etl’airconditionnépeutêtreinstallédans
l’abri».
Source:http://www.plastic-lemag.com/en-bref/everblock-un-lego-taille-reelle
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g. Textile
NewGraphene-coated"e-fabrics"DetectNoxiousGases
Scientists in Korea have developed wearable, graphene-coated fabrics that can detect
dangerousgasespresentintheair,alertingthewearerbyturningonanLEDlight.
The researchers, from the Electronics and Telecommunications Research Institute and
Konkuk University in the Republic of Korea, coated cotton and polyester yarn with a
nanoglue called bovine serum albumin (BSA). The yarns were then wrapped in
grapheneoxidesheets.
Graphene is an incredibly strong one-atom-thick layer of carbon, and is known for its
excellentconductivepropertiesofheatandelectricity.Thegraphenesheetsstuckvery
welltothenanoglue—somuchsothatfurthertestingshowedthefabricsretainedtheir
electrical conducting properties after 1,000 consecutive cycles of bending and
straightening and ten washing tests with various chemical detergents. Finally, the
grapheneoxideyarnswereexposedtoachemicalreductionprocess,whichinvolvesthe
gainingofelectrons.
Thereduced-graphene-oxide-coatedmaterialswerefoundtobeparticularlysensitiveto
detectingnitrogendioxide,apollutantgascommonlyfoundinvehicleexhaustthatalso
results from fossil fuel combustion. Prolonged exposure to nitrogen dioxide can be
dangerous to human health, causing many respiratory-related illnesses. Exposure of
these specially-treated fabrics to nitrogen dioxide led to a change in the electrical
resistanceofthereducedgrapheneoxide.
The fabrics were so sensitive that 30 minutes of exposure to 0.25 parts per million of
nitrogen dioxide (just under five times above the acceptable standard set by the U.S.
EnvironmentalProtectionAgency)elicitedaresponse.Thefabricswerethreetimesas
sensitivetonitrogendioxideinaircomparedtoanotherreducedgrapheneoxidesensor
previouslypreparedonaflatmaterial.
The new technology, according to the researchers, can be immediately adopted in
related industries because the coating process is a simple one, making it suitable for
massproduction.Itwouldallowoutdoorwearerstoreceiverelevantinformationabout
airquality.Thematerialscouldalsobeincorporatedwithair-purifyingfilterstoactas
“smartfilters”thatcanbothdetectandfilterharmfulgasfromair.
“Thissensorcanbringasignificantchangetoourdailylifesinceitwasdevelopedwith
flexible and widely used fibers, unlike the gas sensors invariably developed with the
existingsolidsubstrates,”saysDr.Hyung-KunLee,wholedthisresearchinitiative.The
studywaspublishedonJune4intheonlineeditionofScientificReports,ajournalfrom
thepublishersofNature.
Source:http://www.textileworld.com/Articles/2015/October/New_Graphenecoated_e-fabrics_Detect_Noxious_Gases
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h. Médical,santé
FDAapprovesfirstbioabsorablepolymerdrug-elutingstent
Boston Scientific (Marlborough, MA) announced on Monday that it has received FDA
approvalforitsSynergyBioabsorbablePolymerDrug-ElutingStentSystem(BP-DES)for
thetreatmentofcoronaryarterydisease.ItisthefirstandonlyBP-DESapprovedforuse
in the United States, entering a domestic stent market that is valued at $1.3 billion
annually;globally,themarketisworth$4billion.TheproductreceivedtheCEmarkin
2012,andhasbeenavailableintheEuropeanUnionandothercountriesthatrecognize
themarkingsincethen.
Boston
Scientific SynergyThe Synergy stent is designed to
propopencloggedarteriesanddeliveradrugtopreventthe
arteries from renarrowing. Following elution of the drug,
the polymer is absorbed into the body. The technology
enables more rapid and complete arterial healing, and
thereby reduces the risk of complications associated with
long-term polymer exposure compared to currently used
drug-eluting stents (DES) with permanent polymers,
accordingtoBostonScientific.
ExistingDESdevicesreducecoronaryrestenosis,butthepolymerremainsonthestent
afterthedrugisdelivered.Long-termexposuretothepolymermaycauseinflammation,
which delays healing and has been associated with complications, including
neoatherosclerosisandstentthrombosis,writesBostonScientificinanewsrelease.The
Synergy stent is designed for faster and sustained healing by eliminating long-term
polymerexposure,addsthemedicaldevicecompany.
DatafromtheEVOLVEIItrial,whichBostonScientificclaimsincludedthemostcomplex
patient population ever studied in a U.S. regulatory approval stent trial, demonstrated
exceptional performance and safety of the Synergy stent, said Dean Kereiakes, MD,
principal investigator of the clinical trial and Medical Director at The Christ Hospital
Heart&VascularCenter/TheLindnerResearchCenter,Cincinnati."TheU.S.cardiology
community will have access to a bioabsorbable polymer DES which will provide
excellentclinicaloutcomesandshouldoptimizevesselhealing,"saidKereiakes.
While the Synergy stent is the first bioresorbable polymer stent, the first fully
absorbablestentisAbbottVascular'sAbsorb,notesArundhatiParmarinPlasticToday's
sisterpublicationMD+DI."Thatdeviceisfullyabsorbedintothebodybetweentwoand
threeyearsanddoesn'tleaveanythingbehind,explainedaspokesmantoParmar.Itis
awaitingFDAapprovalbutisapprovedoverseas.
Source:http://www.plasticstoday.com/articles/fda-approves-first-bioabsorablepolymer-drug-eluting-stent-151007?cid=nl.plas08.20151009
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BiodegradablePolymerImplantReinforcedwithMontmorilloniteClay
NanoparticlesImprovesOutcomesforPatients
A plastic derived from cornstarch combined with a volcanic ash compound,
Montmorillonite clay, could help heal the bones of hundreds of thousands of patients
withorthopedicinjurieswhoneedbonereplacementaftertumorremoval,spinalfusion
surgeryorfracturerepair.
ResearchersatBeaumontHospital–RoyalOakwillpublishtheirpreclinicalfindingsin
thejournalNanomedicine.KevinBaker,Ph.D.,director,BeaumontOrthopaedicResearch
Laboratories, worked on the study with Rangaramanujam Kannan, Ph.D., of Johns
Hopkins, formerly with Wayne State University.Traditional bone graft procedures
require surgeons to remove bone from another part of the patient’s body to heal the
affectedareaandencouragenewbonegrowth.Harvestingapatient’sbonecanresultin
complicationsattheharvestsite.Somesurgeonsalsousebonedonatedfromcadavers.
However,thereisalimitedsupplyofdonorbonesavailable.
Usingasyntheticmaterialwilllikelyleadtoareductioninthesurgerycomplicationrate.
Thepatientwillonlyneedtohealfromonesurgerybecauseharvestingbonewouldnot
benecessary.
Thegoalistousethematerialwithoutanyadditionalpermanenthardwareplacedina
patient’s body. Current procedures often require a metal or non-resorbable plastic
implant because traditional bone grafts are not strong enough without the added
support.
“Thisimprovesoutcomesforthepatientbecauseinternalhardwarecanposeachallenge
with respect to being a potential site for infection, and can complicate MRI and CT
imagingtests.Inaddition,fromthesurgeon’sperspective,nothavingtoworryabouta
large piece of metal or hard plastic in the area may make future procedures easier,”
Bakersays.
The biodegradable polymer, reinforced with Montmorillonite clay nanoparticles for
strength, dissolves in the body within 18 months. As the material dissolves, new bone
formationtakesitsplace.Thematerialiscreatedbyinjectingthepolymer-claymixture
withcarbondioxide,resultinginanimplantthatlookslikefoam,butisrigidlikebone.
Researchersdesignedthebonematerialtobeporous,justlikeactualhumanbone.
The material is still in the research phase and likely won’t be available to patients for
severalyears.
Source:http://www.azonano.com/news.aspx?newsID=34065
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6. Techniques d'ANALYSE de calcul et de CARACTERISATION, études
TOXICOLOGIQUES
R.A.S.
7. RECYCLAGE,ENVIRONNEMENT,REGLEMENTATIONS
Plastic-eatingwormsmayoffersolutiontomountingwaste,
researchersdiscover
MealwormsmunchonStyrofoam,ahopefulsignthatsolutionstoplasticspollution
exist.Wei-MinWu,aseniorresearchengineerintheDepartmentofCiviland
EnvironmentalEngineering,discoveredthelarvaecanliveonpolystyrene.
Consider the plastic foam cup. Every year, Americans throw away 2.5 billion of them.
Andyet,thatwasteisjustafractionofthe33milliontonsofplasticAmericansdiscard
everyyear.Lessthan10percentofthattotalgetsrecycled,andtheremainderpresents
challengesrangingfromwatercontaminationtoanimalpoisoning.
Enter the mighty mealworm. The tiny worm, which is the larvae form of the darkling
beetle,cansubsistonadietofStyrofoamandotherformsofpolystyrene,accordingto
twocompanionstudiesco-authoredbyWei-MinWu,aseniorresearchengineerinthe
DepartmentofCivilandEnvironmentalEngineeringatStanford.Microorganismsinthe
worms'gutsbiodegradetheplasticintheprocess–asurprisingandhopefulfinding.
"Ourfindingshaveopenedanewdoortosolvetheglobalplasticpollutionproblem,"Wu
said.
Thepapers,publishedinEnvironmentalScienceandTechnology,arethefirsttoprovide
detailed evidence of bacterial degradation of plastic in an animal's gut. Understanding
howbacteriawithinmealwormscarryoutthisfeatcouldpotentiallyenablenewoptions
forsafemanagementofplasticwaste.
"There's a possibility of really important research coming out of bizarre places," said
Craig Criddle, a professor of civil and environmental engineering who supervises
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Octobre2015
plasticsresearchbyWuandothersatStanford."Sometimes,sciencesurprisesus.Thisis
ashock."
Plasticfordinner
Inthelab,100mealwormsatebetween34and39milligramsofStyrofoam–aboutthe
weightofasmallpill–perday.ThewormsconvertedabouthalfoftheStyrofoaminto
carbondioxide,astheywouldwithanyfoodsource.
Within 24 hours, they excreted the bulk of the remaining plastic as biodegraded
fragments that look similar to tiny rabbit droppings. Mealworms fed a steady diet of
Styrofoam were as healthy as those eating a normal diet, Wu said, and their waste
appearedtobesafetouseassoilforcrops.
Researchers,includingWu,haveshowninearlierresearchthatwaxworms,thelarvaeof
Indianmealmoths,havemicroorganismsintheirgutsthatcanbiodegradepolyethylene,
aplasticusedinfilmyproductssuchastrashbags.Thenewresearchonmealwormsis
significant, however, because Styrofoam was thought to have been non-biodegradable
andmoreproblematicfortheenvironment.
Researchers led by Criddle, a senior fellow at the Stanford Woods Institute for the
Environment,arecollaboratingonongoingstudieswiththeprojectleaderandpapers'
lead author, Jun Yang of Beihang University in China, and other Chinese researchers.
Together, they plan to study whether microorganisms within mealworms and other
insects can biodegrade plastics such as polypropylene (used in products ranging from
textiles to automotive components), microbeads (tiny bits used as exfoliants) and
bioplastics(derivedfromrenewablebiomasssourcessuchascornorbiogasmethane).
As part of a "cradle-to-cradle" approach, the researchers will explore the fate of these
materials when consumed by small animals, which are, in turn, consumed by other
animals.
Marinedinerssought
Another area of research could involve searching for a marine equivalent of the
mealworm to digest plastics, Criddle said. Plastic waste is a particular concern in the
ocean,whereitfoulshabitatandkillscountlessseabirds,fish,turtlesandothermarine
life.
More research is needed, however, to understand conditions favorable to plastic
degradation and the enzymes that break down polymers. This, in turn, could help
scientists engineer more powerful enzymes for plastic degradation, and guide
manufacturersinthedesignofpolymersthatdonotaccumulateintheenvironmentor
infoodchains.
Criddle's plastics research was originally inspired by a 2004 project to evaluate the
feasibility of biodegradable building materials. That investigation was funded by the
StanfordWoodsInstitute'sEnvironmentalVentureProjectsseedgrantprogram.Itledto
the launch of a company that is developing economically competitive, nontoxic
bioplastics.
41
Octobre2015
Source:http://phys.org/news/2015-09-plastic-eating-worms-solutionmounting.html#jCp
8. EnseignementetRecherche
Créationdupôlederecherche:LyonPolymerScience&Engineering
Septgroupesindustrielsetdeuxlaboratoiresderecherchesesont
regroupés le 28 septembre 2015 pour créer, à Lyon et SaintEtienne,lepôlederechercheLyonPolymerScience&Engineering.
LesgroupesArkema,BluestarSilicones,Hutchinson,Nexans,Solvay,TorayetTotalont
signé une convention de partenariats privilégiés avec le CNRS et les établissements,
Université Claude Bernard Lyon 1, INSA de Lyon, Université Jean Monnet de Saint-
Etienne,etCPE-Lyondel’UniversitédeLyonpourlaconstitutiond’unpôlederecherche
s’appuyant sur l’expertise et les compétences scientifiques des Laboratoires de
recherche Ingénierie des Matériaux Polymères (IMP), Chimie, Catalyse, Polymères et
Procédés (C2P2) et également le Laboratoire des Polymères et Matériaux Avancés
(LPMA,Solvay/CNRS).
Source:http://www.rtflash.fr/creation-pole-recherche-lyon-polymer-scienceengineering/article
9. ECHOSdel'INDUSTRIE
Acidelactique:CorbionPuracacquiertl’IndienMalladiSpecialties
Corbion Purac annonce l’acquisition de la société indienne Malladi Specialties Limited
(MSL) pour un montant non divulgué. Entité du groupe pharmaceutique Malladi, MSL
estunleaderenIndedel’acidelactiqueetdesesdérivéstelsquelelactatedecalcium,le
lactate de sodium et les solutions tampons d’acide lactique. Ces produits trouvent des
applications dans l’industrie pharmaceutique, les produits pour la maison et les soins
personnels,lachimieetl’agroalimentaire.
Pasd’acquisitiondessitesdeproduction
Corbion Purac n’assurera cependant que la vente et la distribution de ces produits en
Indecarl’outildeproductionnerentrepasdanslecadredecetteacquisition.D’ailleurs,
il restera dans les mains de Malladi drugs et Pharmaceuticals Limited (MDPL), qui
appartientégalementaugroupeMalladietproduirapourlecomptedeCorbionPurac.
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Octobre2015
Cette opération offre cependant à Corbion Purac une base de production locale par le
biais du partenariat, tout en conservant le contrôle sur la qualité des produits fournie
auxclients.
Source:http://formule-verte.com/acide-lactique-corbion-purac-acquiert-lindienmalladi-specialties/
Butanediolbiosourcé:accorddelicenceétenduentreBASFet
Genomatica
BASFetGenomaticaontélargilechampd’applicationdeleuraccorddelicencepourla
production de 1,4-butanediol (BDO) sur la base de matières premières renouvelables,
utilisant le procédé breveté de Genomatica. Les parties ont ajouté certains pays d’Asie
duSudàleuraccordinitial,quiportaitsurl’AmériqueduNord.
Ce contrat de licence autorise BASF à construire des unités de production de BDO
renouvelable de taille mondiale jusqu’à 75 000 tonnes par an dans ces régions. Le
marché est désormais dans l’attente de l’annonce de la construction d’une première
unité.Enattendant,Genomaticacontinueradefaireprogressersatechnologiebrevetée
GENOBDO,unprocédéquicomprendunefermentationenuneseuleétapeàpartirde
dextrose(sucreC6)oudesaccharose(C12).
BASF a d’ores et déjà produit des volumes commerciaux de BDO renouvelable pour
permettreàdesclientsdetesterleproduit.Lafournituredespremierslotsremontantà
décembre 2013. La qualité de ce BDO serait comparable à celle du BDO d’origine
pétrochimique,dontBASFestlepremierproducteurmondial,selonsesdires.
DuPolyTHFenversionbiosourcée
BASFprévoitégalementd’élargirsonportefeuilleavecuneoffrede
polytétrahydrofurane(PolyTHFouPTMEGpolytétraméthylèneétherglycol)
renouvelablefabriquéàpartirdeceBDObiosourcé.
LeBDOetsesdérivéssontutiliséspourlaproductiondematièresplastiques,de
solvants,deproduitschimiquespourl’électronique,defibresélastiquespour
l’emballage,l’automobile,letextileetlessportsetloisirs.BASFproduitactuellementdu
BDOenversionfossilesursessitesdeLudwigshafenenAllemagne,Geismaren
Louisiane,ChibaauJapon,KuantanenMalaisieetCaojingenChine.Récemment,BASFa
annoncéqu’ilallaitaugmentersescapacitésdeproductionmondialedeBDOà650000
t/anetdePolyTHFà350000t/anfin2015etdébut2016,respectivement.
HormisBASF,ledomaineduBDObiosourcéestconvoitépard’autresacteurs.A
commencerparBioAmberquiprévoituneunitéde100000t/anàl’horizon2018sans
avoirencoreannoncésalocalisation.Desoncôté,l’italienNovamonts’apprêteà
démarrer,autroisièmetrimestredecetteannée,uneunitéàAdriadanslenordde
l’Italie,égalementsurtechnologieGenomatica.Lacapacitéétaitannoncéeen2012à
18000t/anpourunmontantd’investissementde50millionsd’euros.
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Source:http://formule-verte.com/butanediol-biosource-accord-de-licence-etenduentre-basf-et-genomatica/
Solvayacquiertl’activitéetlatechnologiedesthermoplastiquesà
fibreslonguesd’EPICPolymers
Cette transaction élargit la gamme de matériaux légers à destination de l’industrie
automobileetàd’autresapplicationsdansledomainedestransports
Solvay acquiert la technologie des thermoplastiques à fibres longues (LFT*) d’EPIC
Polymers. Ceci élargit sa gamme de matériaux légers haute performance en lui
permettantderemplacerlemétaldanslaproductiondepiècessemi-structurellesplus
grandesdestinéesàl’industrieautomobile.
EntrepriseàcapitauxprivésbaséeàKaiserslautern(Allemagne),EPICPolymersGmbHa
développé une technologie innovatrice dans le renforcement des polymères
thermoplastiques de haute performance avec des fibres de verre longues. La demande
accrue de ces matériaux sophistiqués, qui offrent de remarquables propriétés
mécaniquesetthermiquesainsiqu’unegranderésistanceauxchocs,unesoliditéetune
rigidité élevées à haute température, s’inscrit dans la tendance à la réduction de la
consommationdecarburantetdesémissionsdeCO2.
«Disposerdecettetechnologieestunélémentimportantdansl’élargissementdenotre
largegammedematériauxàlafoislégersetultra-performants.Nousseronsàmêmede
fournir de grandes pièces semi-structurelles à l’industrie automobile, qui est notre
principalmarché,etdedévelopperuneexpertisepermettantd’appliquerlatechnologie
LFT aux polymères de base comme le PEEK KetaSpire® et le PAEK AvaSpire®. Ainsi,
nouspourronsproposerdenouvellessolutionsderemplacementdumétalsurd’autres
marchéscommeceluidestransports»,adéclaréAugustoDiDonfrancesco,Présidentde
SolvaySpecialtyPolymers.
Les produits de Solvay Specialty Polymers remplacent le métal dans une multitude de
pièces automobiles complexes, notamment dans le moteur: conduits d’air chaud,
groupesmotopropulseurs,unitésdecontrôlemoteur,modulesetcanalisationsd’huileet
d’eau,etc.QuantauxLFT,ilssonthabituellementutiliséspourlafabricationdespièces
semi-structurellesintérieuresetextérieures.
OutrelespolymèresPEEKetPAEK,latechnologieLFTseraintroduitesurlesproduits
PPA Amodel® et PPS Ryton® ainsi que sur la gamme de polyamides 6.6 (PA 6.6)
Technyl®.
*LFT:Long-FiberThermoplastics–thermoplastiquesàfibreslongues.
Source:http://www.solvay.com/en/binaries/20151013-Solvay-EPIC-Polymers-FR243881.pdf