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FUI Green Epoxy Alternative non toxique aux résines époxy rigides à partir de biomasse
Hélène Fulcrand Audrey Robic
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Epoxy resins
FUI Project
Ecorces de Douglas
Alliance Forêt Bois
Revêtements, Peintures,
liants
Resipoly Chrysor Prospa
→ Fractions d’écorces
UMR IATE
Lefrant Rubco PCAS
Synthons phénoliques
Prépolymères epoxy
UMR SPO ICGM
Epoxy résines
Séchage et fractionnement voie sèche
Dépolymé-risation
Fonctionna-lisation
Matière première
Marché Formulation
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Pré-traitement de la matière première
UMR IATE
Broyeur à couteaux Tamis
Séch
age
< 40°C
F1
F2
F3
F4
F0 MS
Scierie BRASSAC INDUSTRIES
MS % pond. F0 F1 F2 F3 F4
Eau
< 15%
masse 100 43 19 25 13
Teneur En tanins
1-4 4
2-4 3
1-4 3
1-4 3
3-8 6
Répartition des tanins
100 34-68 41
13-19 16
13-23 21
16-27 21
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O
OH
OH
OHOH
OH
O
OH
OH
OHOH
OH
O
OH
OH
OHOH
OH
O
OH
OH
OH
OH
OH
n+2
Dépolymérisation des tanins
n
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Dépolymérisation des tanins
RT à 90°C
Alcool, HCl
Unités
d’extension
Unité terminale
+
carbocation
+Nu
Nu
Unités d’extension
n
n+1
O
OH
OH
OH
OH
OH
O
OH
OH
OH
OH
OH
O
OH
OH
OHOH
OH
O
OH
OH
OHOH
OH
O
OH
OH
OHOH
OH
O
OH
OH
OH
OH
OH
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Dépolymérisation des tanins
Introduction d’un groupement fonctionnel:
Permet de moduler la stabilité de la liaison C-Nu
Permet de moduler les propriétés du synthon
HO
OH
O
OH
OH
R
HO
OH
O
OH
OH
OR'
OR'
Nouveau type de synthons hétéroaromatiques
30 to 40°C
Alcool, HCl
O
OH
OH
OH
OH
OH
O
R1R2
O
R1R2
Unités d’extension = furyl-catéchines
O
CH3
sylvane R2 = H, R1 = CH3
Brevet int. WO 2016/020615 A1
Nu
O
OH
OH
OH
OH
OH
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Fonctionnalisation : glycidylation
O
OH
OH
OH
OH
OH
O
CH3
Glycidylation
O
Cl
O
O
O
OH
O
O
O
O
O
O
O
CH3
O
O
O
OH
O
O
O
O
O
CH3
OH
Selon les conditions de la réaction, possibilité d’orienter vers l’un ou l’autre des produits
+
Brevet int. WO 2016/020615 A1
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Transfert aux partenaires industriels
Dépolymérisation à partir des Fractions F0 ou F4:
Fraction d’écorces
Solution de dépolymérisation
Sylvane
Dépolymérisation Solution aqueuse
contenant les produits de
dépolymérisation
Neutralisation Filtration
Evaporation
Phase organique contenant les produits de
dépolymérisation
Extraction
extrait
Evaporation à sec Purification par trituration
Sylvane/solvant
Recyclage
Précipitation 8,6 kg d’extrait pour 100 kg d’écorces 17,2 kg d’extrait pour 100 kg de F4
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Transfert aux partenaires industriels
Glycidylation des extraits dépolymérisés issus de F0 ou F4:
Extrait dépolymérisé
Solution de glycidylation
Epichlorhydrine
Glycidylation
Phase organique contenant les
produits glycidylés
Extraction
Prépolymère époxy
lavages
Séchage
Solution aqueuse contenant les
produits glycidylés
Fermeture des époxydes par NaOHaq.
Rendements : à partir de l’extrait de F4 = 61% à partir de l’extrait de F0 = 81%
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Préparation à la montée en échelle
• Analyse des risques avant opération pilote: précautions particulières
(port d’EPI)
• Evaluation de la chaleur des réactions (exothermie)
• Vérification de la filtrabilité des écorces
• Détermination de la vitesse d’agitation et du mode d’agitation
• Sens du chargement des MP
• Gestion des déchets solides et liquides => recyclabilité
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Perspectives à court terme
Premiers essais pilote planifiés en mai sur 40 kg d’écorces
Dépolymérisation
Glycidylation
Prépolymère
époxy
Formulation
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Verrous identifiés
Dépolymérisation
verrou économique essentiellement lié au coût des solvants
Glycidylation
verrou technique lié à l’excès d’épichlorhydrine
Solutions en cours de développement
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Réglementaire
• REACH: nouvelle substance à enregistrer
• Alimentarité: Réglementation 10/2011 => liste positive de monomères, limitation des impuretés, résidus de solvants, COV