Les plastiques posent un problème de déchets significatif: de nombreux plastiques conventionnels ne se dégradent pas ou ne le font qu'avec beaucoup de difficultés. Cela rend la recherche sur les nouveaux plastiques essentiels – les matéries qui conservent des propriétés utiles mais peuvent également être délibérément décomposées ou recyclées. De telles innovations pourraient conduire à des matériaux plus durables, permettant l'utilisation de plastiques d'une manière qui conserve les ressources à long terme.
Selon une étude publiée dans la revue Édition internationale d'Angewandte Chemieincorporer des atomes de soufre dans les chaînes de polymères les rend plus dégradables.
Les atomes de soufre améliorent la durabilité des polymères car les liaisons entre les atomes de carbone et de soufre sont plus faciles à briser que les liaisons entre le carbone et les autres atomes de carbone ou d'oxygène. Cela permet aux plastiques contenant du soufre de se dégrader dans des conditions relativement douces. Cependant, les stratégies de synthèse de ces plastiques sont toujours sous-développées, ce qui entrave la production à grande échelle.
Une première étape vers la production de masse a maintenant été effectuée: une équipe de recherche internationale, y compris des membres de l'Université de Martin Luther Halle-Wittenberg, Texas A&M University et de l'Université de Bayreuth, a développé une méthode pour tester et comparer divers blocs de construction contenant du soufre pour leur aptitude dans la production en plastique.
« Avec notre étude, nous avons pu établir une règle prédictive qui indique quels blocs de construction à base de soufre donnent des polymères parfaitement structurés et propres – et qui ne le font pas », explique le professeur Alex J. Plajer, professeur junior de chimie macromoléculaire à l'Université de Bayreuth.
Jusqu'à présent, les blocs de construction et les conditions de réaction utilisés pour produire ces plastiques contenant du soufre devaient être spécifiquement adaptés et optimisés pour chaque combinaison de composants.
« Il n'y avait pas de plan pour produire des plastiques durables avec du soufre dans des conditions standardisées », explique Plajer.
En utilisant leur nouvelle méthode, les chercheurs ont identifié le sulfure de carbonyle comme un élément de construction à base de soufre particulièrement approprié pour la production en plastique. Le sulfure de carbonyle réagit de manière très fiable, formant de longues chaînes de polymères uniformément structurées – et il le fait avec une utilisation minimale d'un catalyseur pour faciliter la réaction chimique. De plus, la réaction produit très peu de sous-produits indésirables.
« Nos résultats jettent les bases du développement de nouveaux matériaux durables qui peuvent être décomposés de manière contrôlée », conclut Plajer.
