Un procédé innovant et durable pour la production de mousses polyuréthane
Produites depuis des décennies par la chimie des isocyanates toxiques soumise à des restrictions à l’utilisation de plus en plus strictes, les mousses polyuréthane (PU) restent des matériaux incontournables de notre quotidien en tant que matériaux d’isolation des sols, murs et toitures mais également pour les applications de confort tels que les matelas, les rembourrages de divans, les sièges de voitures, les semelles de chaussures de sport,… Bien que des filières de recyclage des PU se développent timidement, la gestion de la fin de vie des mousses PU reste toujours problématique. Par ailleurs, des alternatives de production de ces mousses sans recourir aux isocyanates, plus respectueuses de l’environnement, valorisant des ressources disponibles localement tout en conduisant à des produits à recyclage facilité sont depuis longtemps recherchées. Au-delà de ces défis, les nouveaux modes de fabrication doivent s’adapter aux infrastructures de moussage industriels actuels.
L’équipe de Christophe Detrembleur (WEL Research Institute - ULiège) a développé le premier procédé de fabrication de mousses PU exemptes d’isocyanate (NIPU) et recyclables en utilisant l’eau pour produire l’agent moussant (le CO2). Les mousses sont produites rapidement à partir de formulations à température ambiante. Cette technologie se base sur l’utilisation d’eau et d’un catalyseur ajoutés à une formulation composée de carbonates cycliques (produits à partir du CO2), d’amines (pouvant être bio-basées), et d’autres additifs (bio-basés ou non). Une partie des carbonates cycliques est transformée en gaz (CO2) qui gonfle la matrice, et l’autre partie contribue à sa formation et son durcissement. Le moussage est exothermique et est dès lors très rapide – on mime ici le procédé traditionnel basé sur les isocyanates. La quasi-totalité des applications des mousses PU, aussi bien rigides que flexibles, peut dès lors être envisagée par cette technologie. Par ailleurs, des mousses à haut contenu en produits bio-basés, de 70 à 90%, sont aisément produites en moins de 2 minutes.
Cette technologie innovante est simple, modulaire, robuste et facile à mettre en œuvre. Elle constitue une alternative réaliste pour la production de la nouvelle génération de matériaux moussés répondant aux nouvelles exigences législatives, aux besoins sociaux et à nos impératifs de durabilité… tout cela en valorisant des matières premières disponibles localement.
Référence : M. Bourguignonet al. , Cascade exotherms for rapidly producing hybrid nonisocyanate polyurethane foams from room temperature formulations, J. Am. Chem. Soc. (2024) 146 : 988–1000
Source: Communiqué de l’ULiège
Illustration : Avec l’autorisation de Christophe Detrembleur
