Substitution de matières premières d'origine biologique pour le polyaspartique

Quatre voies techniques pour la substitution de matières premières biosourcées dans la technologie environnementale polyaspartique

1. Monomères à base d'huiles végétales

Matière première principale : Huile de ricin (plus de 80 % du PAE biosourcé est synthétisé à partir de cette source)

Voie chimique : Huile de ricin → Hydrolyse → Acide ricinoléique → Acide sébacique → 1,10-Décanediamine → Monomère PAE biosourcé

Avantages :

• La structure hydroxy-acide gras confère de la flexibilité (allongement à la rupture > 250 %).
• Hydrophobie naturelle (angle de contact de l'eau > 95 °).

Inconvénients : Mauvaise fluidité à basse température (nécessite des plastifiants biosourcés tels que le citrate de tri-n-butyle).

2. Monomères issus de la fermentation du sucre

Monomères représentatifs :

• 1,5-Diaminopentane (à partir de la décarboxylation de la lysine) → utilisé pour synthétiser le PDI biosourcé (diisocyanate de pentaméthylène).
• Acide succinique (fermentation d'E. coli) → utilisé pour préparer des agents d'allongement de chaîne biosourcés.

Caractéristiques de performance :

• La structure à chaîne aliphatique améliore la résistance à l'hydrolyse (après ébullition dans l'eau à 100 °C pendant 240 h, rétention d'adhérence > 90 %).
• La réactivité est ~30 % supérieure à celle du PAE à base de pétrole (réduit le temps de séchage en surface à 8 minutes).

3. Monomères dérivés de la lignine (direction révolutionnaire)

Voie technique : Lignine → vanilline → amines aromatiques biosourcées → PAE modifié.

Valeur d'innovation :

• Introduit des cycles phényles rigides ; la dureté augmente à 3H (dureté au crayon).
• Propriétés d'absorption des UV (vieillissement QUV 3000 h, ΔE < 1,5).

Recherche représentative : Série LigniPoly™ développée par VTT (Finlande), teneur biosourcée 40 %.

4. Monomères dérivés du CO₂ (exploration de pointe)

Principe technique : CO₂ industriel capturé + huiles végétales époxydées → carbonates cycliques → aminolyse pour former du PAE.

Valeur environnementale : Environ 0,3 t de CO₂ fixées par tonne de résine (l'empreinte carbone de l'ACV peut être négative).

Stratégies d'optimisation des performances pour les résines PAE biosourcées

Cadre de décision de sélection technique pour la technologie environnementale polyaspartique

Commencer par le besoin d'application : décider d'abord si une cuisson au-dessus de 100 °C est requise. Si oui, donner la priorité aux systèmes rigides à base de lignine/FDCA, puis évaluer les limites de couleur : utiliser la modification directe de la lignine lorsque la couleur est acceptable, ou passer à la lignine décolorée plus FDCA lorsque peu de couleur est requise. Si la cuisson au-dessus de 100 °C n'est pas nécessaire, se demander si un séchage rapide (<10 min) est nécessaire ; si oui, choisir un PDI à base de sucre avec un système catalysé par nanocellulose, et sinon, sélectionner un système flexible à base d'huile de ricin.

Principes essentiels en matière de politique et de certification

Certifications internationales :

• ISCC PLUS (certification de bilan massique).
• USDA BioPreferred® (exigence de teneur minimale biosourcée pour les revêtements industriels : 25 %).

Orientations pour les percées technico-économiques

Contrôle des coûts des matières premières

• Développer des huiles de cultures énergétiques (par exemple, l'huile de caméline) pour remplacer l'huile de ricin de qualité alimentaire.
• Procédés catalysés par des enzymes pour réduire la consommation d'énergie (la bio-amination d'Evonik réduit la consommation d'énergie d'environ 60 %).

Développement de performances premium

• Incorporer des composants fonctionnels (par exemple, le graphène pour la conduction thermique, les ions argent pour les effets antibactériens).
• Développer du polyurée dégradable (hydrolyse déclenchée par l'estérase) pour les films de paillage agricole.

Derniers développements

L'Institut de chimie appliquée de Changchun, Académie chinoise des sciences, a réalisé une polymérisation in situ avec des nanocristaux de cellulose : la dureté du PAE biosourcé a augmenté d'environ 50 % avec une augmentation de coût d'environ 10 %.

Feiyang est spécialisée dans la production de matières premières pour les revêtements polyaspartiques depuis 30 ans et peut fournir des résines polyaspartiques, des durcisseurs et des formulations de revêtements.
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Notre liste de produits :

• Résine polyaspartique
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• Produit chimique spécial

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