Le chitosane peut-il améliorer la durabilité de nos plastiques en impression 3D ?

Pourquoi ne pas s’appuyer sur nos ressources naturelles pour concevoir de nouveaux matériaux d’impression 3D ? C’est là toute la réflexion menée par une équipe de chercheurs de Malaisie, Singapour, Thaïlande et d’Inde. Ils ont cherché à comprendre comment ils pouvaient utiliser le chitosane, un polymère naturel que l’on retrouve chez certains insectes, pour créer un thermoplastique composite compatible avec des procédés d’extrusion. L’objectif est de promouvoir un mode de production et de consommation plus durable et respectueux de l’environnement. Leurs tests ont conduit à l’élaboration de plusieurs polymères, notamment un PLA composite qui s’avère être plus dense et plus résistant aux températures. 

Le chitosane est donc un dérivé de la chitine, une substance dure et imperméable que l’on retrouve sur certains insectes et dans la carapace des crustacés. C’est un polymère naturel qui est employé dans différentes industries comme la cosmétologie, l’agroalimentaire ou le médical. Il est notamment caractérisé par sa biodégradabilité et sa biocompatibilité. Le chitosane peut être extrait de diverses manières, et si nos chercheurs se sont intéressés aux insectes terrestres uniquement, c’est pour éviter d’avoir recours à des procédés comme la désacétylation, peu respectueuse de l’environnement. 

L’équipe s’est donc penchée sur des insectes terrestres qui représentent une source durable de chitosane ; ils sont en effet facilement cultivables sans endommager la santé de notre planète. Toutefois, l’utilisation de leur chitosane en impression reste discutée. Les chercheurs ont dû mener plusieurs expériences et tests avant d’obtenir des résultats satisfaisants. En effet, ils ont d’abord constaté qu’une matrice de PLA enrichie avec du chitosane et de la chitine issus d’insectes terrestres était moins résistante et rigide. Plus la concentration était élevée, plus cette résistance diminuait. Quel est donc l’intérêt d’ajouter cette ressource naturelle aux plastiques du marché ?

En poursuivant leurs tests, les chercheurs ont observé que les composites PLA/chitosane et PLA/chitine présentaient une meilleure ductilité comparé à du PLA pur. Rappelons que la ductilité représente la capacité d’un matériau à se déformer sans se casser. Le chitosane pourrait donc permettre de durcir le PLA. Les tests ont également indiqué que ces composites avaient une bonne stabilité thermique et des propriétés de compression intéressantes pour des applications dans le packaging alimentaire par exemple.

Une chose est sûre, ce composite, compatible avec le procédé d’impression 3D FFF, serait plus respectueux de l’environnement. Reste à savoir comment le chitosane réagirait avec d’autres matrices comme de l’ABS ou du polycarbonate par exemple. En attendant, vous pouvez retrouver plus d’informations ICI.

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*Crédits photo de couverture : David Boily / La Presse