PEF, PDK et fibre de cellulose : les matériaux de l’emballage 3.0 ?

Emballage : PEF, PDK et fibre de cellulose, au tournant de la nouvelle année 2022, trois matériaux nouveaux nourrissent l'essentiel des espoirs. Revue.

PEF - polyéthylène furanoate (Avantium)

Le PEF est un bioplastique et plus exactement un plastique biosourcé. Il peut être élaboré à partir de sucres issus des productions agricoles (blé, betterave). Proche du PET dans sa forme et ses fonctionnalités, le PEF garantit un effet barrière au CO2 et à l’oxygène. Modulable, il cible les emballages multicouches (dans un premier temps) puis les emballages mono matériaux.

Le projet a été initialement lancé dans le cadre d’un projet de construction d’une usine de production au Nord-Ouest de l’Europe d’ici 2023 à travers un partenariat entre BASF et Avantium. Puis, en février 2019 ce dernier a racheté la participation de BASF dans la coentreprise Synvina. La technologie, actuellement au stade pilote, va passer à l’étape industrielle. La capacité de production pourrait être de 50 000 tonnes, soit 2% environ de la consommation actuelle de PET en Europe.

Les promoteurs industriels ont mené des premiers tests concluants : le PEF serait recyclable, soit dans l’emballage, soit dans le secteur de la fibre polyester. La filière de recyclage du PEF ne sera cependant pas disponible avant quelques années.

Schéma synoptique du procédé PEF, BASF & Avantium [1]

PDK - Polymère polydiketoenamine

Le nouveau polymère PDK est issu des travaux menés par le Laboratoire National Lawrence Berkeley, affilié au Department of Energy’s – DOE (USA). La cible est la mise au point d’un nouveau type de plastique entièrement recyclable et potentiellement un nombre infini de fois (aujourd’hui le plastique le mieux recyclé est le PET qui ne se recycle qu’à un taux de 20-30%).

Il s’agit en fait d’un polymère « facilement dépolymérisable » et « repolymérisable ». La technologie est séduisante : il suffit de plonger le PDK dans l'acide pendant 12 heures pour briser les liaisons et séparer les monomères (des composés constitués de molécules simples). Comme de véritables briques, il est ensuite possible de réassembler les composants dans différentes formes, couleurs et textures...

Cycle du polymère polydiketoenamine (PDK) [2]

Les chercheurs prévoient de développer des plastiques PDK avec un large éventail de propriétés thermiques et mécaniques pour des applications aussi diverses que les textiles, l'impression 3D et les mousses. En outre, ils cherchent à étendre les formulations en incorporant des matériaux à base de plantes et d'autres sources durables.

Fibre de cellulose (CTP)

Citeo et le CTP (Centre Technique du Papier) travaillent actuellement sur la mise au point de débouchés pour la fibre de cellulose, dans le cadre d’un projet, doté de 1,8 million d’euros (sur la période 2019-2022). Ce matériau est en quelque sorte l’emballage idéal puisqu’il est à la fois entièrement recyclable en filière carton et qu’il possède l’effet barrière nécessaire à la protection de la denrée alimentaire.

Cellulose en 3D et haute cadence, copyright CTP [4]

Emballage : PEF, PDK, fibre de cellulose - Sources :

[1] BASF, Avantium plan FDCA JV
[2] Closed-loop recycling of plastics enabled by dynamic covalent diketoenamine bonds, Peter R. Christensen & al. Nature Chemistry volume 11, (2019)
[3] Plastique recyclable à l’infini recherche industriels, Plastiques & caoutchoucs, 21 Mai 2019
[4] Le PDK, ce plastique qui peut se recycler à l'infini, Le Point, 15 mai 2019
[5] A Grenoble, le Centre technique du papier libère le pouvoir de la fibre (de cellulose), Usinenouvelle.com, 9 septembre 2020
[6] Les nouveaux pouvoirs de la fibre de cellulose se révèlent, www.citeo.com, 4 juin 2020
> image à la Une : issue de [2], Peter R. Christensen & al. Nature Chemistry volume 11, (2019)

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