Un nouveau filament fabriqué à partir de déchets de biodiesel
L’industrialisation, la population et la croissance économique entraînent une augmentation de la demande d’énergie et un besoin accru de sources de carburant renouvelables telles que le biodiesel, le biogaz et le bioéthanol. Ces carburants visent à atténuer l’effet de serre et sont issus de ressources renouvelables. Par exemple, la production de biodiesel devrait augmenter de 4,5 % par an. Toutefois, cette expansion rapide entraîne également la production de déchets, notamment de glycérol et d’un mélange sans glycérol connu sous le nom de Matter Organic Non-Glycerol (MONG), qui sont actuellement éliminés dans des sites d’enfouissement.
Pour minimiser l’empreinte carbone de la production de biodiesel, des solutions alternatives à la mise en décharge de ces matériaux sont à l’étude. Une solution prometteuse consiste à convertir le MONG en produits à valeur ajoutée. La demande de solutions respectueuses de l’environnement et de matériaux d’origine biologique dans le domaine de l’impression 3D ne cesse de croître. Les acides gras résiduels des déchets de biodiesel contenus dans le MONG pourraient être utilisés dans la production de filaments. Cependant, il existe encore peu de données sur leur consistance, et les propriétés du Matter Organic Non-Glycerol peuvent varier en fonction du processus de production et du substrat utilisé, comme le soja ou le colza.
Structure de la surface et formation de grumeaux de MONG (A) non traité, (B) traité à l’acide, et (C) traité à l’acide et au peroxyde. (crédits photo : Université de Louisville)
C’est pourquoi des chercheurs de l’université de Louisville étudient les utilisations et les propriétés du MONG et découvrent son potentiel en tant que copolymère. Ils ont effectué divers prétraitements pour améliorer sa stabilité en tant que copolymère et filament NFC. Lors de ces traitements, l’équipe de recherche a combiné la pâte de copolymère MONG obtenue avec des thermoplastiques pour produire un matériau d’impression 3D. Dans leur analyse initiale, ils ont examiné le MONG provenant d’usines de transformation du biodiesel de soja dans trois états différents : non traité, traité à l’acide et traité à l’acide et au peroxyde. Le MONG non traité est solide, ce qui le rend impropre à l’impression 3D. En revanche, le MONG traité est stabilisé et forme une pâte facile à manipuler, adaptée aux applications d’impression 3D.
L’analyse de la composition de la surface révèle que la pâte de MONG traitée à l’acide et au peroxyde forme des grumeaux plus solides, ce qui améliore la compatibilité entre le MONG et le polymère pour l’extrusion de filaments. En outre, le MONG traité présente une meilleure stabilité thermique, avec une perte de poids moindre à des températures plus élevées. Par conséquent, cette pâte traitée est bien adaptée comme substitut potentiel des polymères synthétiques dans les composites à base de fibres naturelles. Elle pourrait être utilisée efficacement pour l’extrusion de filaments et le mélange de polymères à l’avenir.
Échantillons de MONG. (A) non traités, (B) traités à l’acide, et (C) traités à l’acide et au peroxyde. (crédits photo : Université de Louisville)
La conversion du MONG offre un potentiel considérable et peut être appliquée non seulement au biodiesel de soja, mais aussi à d’autres substances telles que le biogaz, l’éthanol et même l’huile de cuisson usagée. En tant que copolymère, le MONG peut réduire la proportion de polymères synthétiques dans les plastiques renforcés en fibres naturelles, ce qui rend le processus plus durable et permet de réutiliser les déchets et les matériaux résiduels issus de la production de biocarburants. Si les recherches se poursuivent, le MONG pourrait jouer un rôle clé dans l’avenir des technologies de production durable. Pour en savoir plus sur ce projet, cliquez ICI.
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