Développement d'une nouvelle voie de recyclage des polyuréthanes par transformation en vitrimères

Les polyuréthanes (PU) sont aujourd'hui le 6ème polymère le plus produit en masse et le 1er thermodurcissable au monde et est utilisé dans les transports et la construction notamment (matériau d'assise, isolation). Son caractère de thermodurcissable lui confère ses excellentes propriétés de stabilité mais le rende également très complexe à recycler. Aujourd'hui, la majorité reste enfouie ou incinérée. Des procédés de recyclage chimique voient le jour mais resteront limités de par l'impossibilité de récupérer les monomères initiaux des PU. Le sujet propose d'étudier une solution alternative encore peu explorée dans la littérature consistant à tirer parti de liaisons spécifiques des PU (carbamates) pour le transformer en vitrimères, des polymères analogues aux thermodurcissables mais ayant la capacité d'être remis en forme via les méthodes usuelles de plasturgie appliquées aux thermoplastiques. Ce procédé a pour but de permettre un recyclage de 100% du matériau en fin de vie, et à coût énergétique réduit, contrairement aux solutions existantes. Le sujet se découpera en 2 phases principales, premièrement l'étude de l'action de catalyseurs sur l'activation des liaisons carbamates des PU. Dans ce cadre, il sera nécessaire de synthétiser des molécules simples ainsi que des polymères puis d'évaluer l'action des catalyseurs par des analyses chimiques, mécaniques et thermomécaniques sur les molécules et matériaux obtenus. Dans un second temps, un procédé de recyclage des PU en continu par extrusion réactive sera évalué. Le.a doctorant.e sera basé.e à Grenoble au CEA-LITEN et amené à effectuer des travaux ponctuels à Montpellier (ICGM) dans les locaux de l'ICGM et impliqué.e dans les 2 équipes scientifiques.