Esters de cellulose développés pour les résines réactives d’origine biologique et les adhésifs haute performance – Application réussie dans les composés réactifs pour chevilles et les adhésifs photopolymérisables à LED

Publié le 2024-02-29. Des chercheurs de l’Institut Fraunhofer ont mis au point une nouvelle génération de résines biosourcées à partir de cellulose, offrant une alternative durable et performante pour des applications industrielles variées, allant des adhésifs aux matériaux de construction.

• L’Institut Fraunhofer LBF a développé des composants en résine multifonctionnels à base de cellulose, utilisables dans la construction et comme adhésifs photopolymérisables à LED.
• La pâte de bois, issue de déchets, constitue une matière première économique et respectueuse de l’environnement pour la production de ces résines.
• Le Fraunhofer LBF recherche actuellement un fabricant pour commercialiser ces acrylates biosourcés.

L’innovation repose sur une nouvelle voie de synthèse pour les méthacrylates biosourcés, financée par le ministère fédéral allemand de l’Agriculture, de l’Alimentation et de l’Intérieur (BMLEH) via l’agence de gestion de projet Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR). Les scientifiques ont exploré différents esters de cellulose, incluant des versions ignifuges enrichies en phosphore, ainsi que des esters contenant des groupes acrylate et diacrylate.

Pour la production, l’équipe a affiné une méthode déjà existante au Fraunhofer LBF, identifiant de nouveaux catalyseurs d’estérification particulièrement efficaces. Le coton et la pâte de bois blanchie sans chlore, provenant de déchets, se sont avérés être des sources de matière première idéales, la seconde présentant un avantage économique et écologique significatif. D’autres types de pâte peuvent également être utilisés.

Les premiers tests sont encourageants. Le fournisseur de matériel de construction Hilti a évalué ces méthacrylates de cellulose dans des composés de chevilles réactionnelles. Les résultats indiquent que les résines répondent aux exigences mécaniques et de stabilité hydrolytique, tout en améliorant les propriétés de viscosité. Elles peuvent également servir d’épaississants sans compromettre la résistance des matériaux.

Le fabricant d’adhésifs industriels Hoenle Adhesive Systems (anciennement Panacol) a également testé les acrylates de cellulose comme adhésifs haute performance photopolymérisables à LED pour l’électronique. Les tests ont révélé une bonne miscibilité avec certains diluants réactifs, la formation de couches claires, dures et adhérentes sur le verre et divers plastiques, ainsi que des propriétés de viscosité et une température de transition vitreuse élevées. En outre, l’équipe a synthétisé un revêtement transparent et ignifuge à base de phosphore pour le verre acrylique.

L’Institut Fraunhofer LBF est désormais à la recherche d’un partenaire industriel pour la production et la commercialisation de ces acrylates biosourcés. Les conditions d’utilisation commerciale en tant qu’agents épaississants sont déjà réunies, tandis que l’application dans les composés de chevilles réactionnelles nécessite encore quelques ajustements. Les chercheurs envisagent également des applications potentielles dans les peintures et les revêtements pour bois. Les esters de cellulose contenant du phosphore pourraient également servir d’ignifugeants pour les matières plastiques, un procédé pour lequel la Fraunhofer-Gesellschaft a déposé un brevet.