26sept.
Nouveau procédé de synthèse de silicones sans résidus toxiques : une avancée cruciale pour l’ingénierie
Dans le monde de l'ingénierie et de la science des matériaux, les silicones sont omniprésents. Ces composés chimiques, également connus sous le nom de polysiloxanes, sont utilisés dans une multitude d'applications, allant de l'industrie aérospatiale à la cosmétique. Cependant, un problème persistant lors de leur synthèse industrielle a été la formation d'oligosiloxanes cycliques, des petites molécules potentiellement nuisibles pour l'environnement et la santé. Heureusement, une équipe de chercheurs du laboratoire hétérochimie fondamentale et appliquée (CNRS/Université de Toulouse Paul Sabatier) a récemment franchi une étape cruciale en proposant un nouveau système catalytique qui résout ce problème majeur.
Les silicones et leur présence omniprésente dans l'ingénierie :
Les silicones, connus pour leur résistance aux variations thermiques, sont des matériaux indispensables dans de nombreuses applications industrielles et technologiques. Des joints dans les carrelages aux pièces pour l'aéronautique et le spatial, en passant par les dispositifs médicaux et les produits cosmétiques, les silicones sont un élément clé de notre quotidien. Chaque année, plus de 7 millions de tonnes de silicones sont produites dans le monde, un chiffre projeté pour atteindre 11 millions de tonnes d'ici 2030.
Cependant, le processus de synthèse traditionnelle des silicones à partir d'octaméthylcyclotétrasiloxane (D4) présente un inconvénient majeur. Environ 10 à 15 % d'oligosiloxanes cycliques sont générés au cours de ce processus, ce qui soulève des préoccupations en matière de sécurité environnementale et sanitaire. Conformément à la directive REACH, les industriels doivent veiller à ce que les produits finis ne contiennent pas plus de 0,1 % de ces oligosiloxanes cycliques.
Un nouveau procédé révolutionnaire pour les ingénieurs :
L'équipe de chercheurs de Toulouse, en collaboration avec Elkem Silicones, a développé un système catalytique novateur pour remédier à ce problème. Ils ont mis au point un procédé de synthèse des silicones par ouverture de cycles qui évite la formation d'oligosiloxanes cycliques indésirables. Pour ce faire, ils ont introduit un alcoolate de phosphonium, agissant comme catalyseur basique, et de l'alcool dans le processus.
L'alcool joue un rôle crucial en tant qu'initiateur et est consommé progressivement au fur et à mesure de la polymérisation. Ce processus permet une polymérisation contrôlée du D4 sans générer d'oligosiloxanes cycliques nocifs. Les résultats sont remarquables, avec un rendement dépassant 99,9 %. Il ne reste qu'un faible pourcentage de monomères non réagis, éliminant ainsi les risques associés à la présence d'oligosiloxanes cycliques.
Quelques défis à surmonter :
Bien que cette avancée ouvre la porte à des silicones plus purs et plus respectueux de l'environnement, des défis subsistent pour les ingénieurs. Il est nécessaire de rendre le catalyseur plus robuste pour une utilisation industrielle. La résistance, la facilité de manipulation par les travailleurs et la rentabilité pour les entreprises sont autant de facteurs à prendre en compte pour une adoption généralisée de ce nouveau procédé.
En conclusion, cette percée scientifique est une avancée cruciale pour l'ingénierie et la fabrication de silicones de haute qualité. Elle offre la perspective de produits plus sûrs et plus respectueux de l'environnement, tout en mettant au défi les ingénieurs de perfectionner ce procédé avant son intégration dans les chaînes de production à grande échelle. La recherche continue dans ce domaine est indispensable pour créer un avenir plus propre et plus durable pour l'industrie des silicones.
