Journal de génie chimique avancé

Abstrait

Les biopolymères comme matière première durable pour l'industrie textile : une opportunité ou un défi

Pavan Kumar Manvi

L'utilisation des polymères dans les applications domestiques et industrielles augmente de jour en jour en raison de leurs propriétés uniques. La majorité des polymères sont dérivés du pétrole, ce qui pose également d'énormes problèmes environnementaux en termes de réchauffement climatique et de pollution. L'épuisement des réserves de pétrole et les fortes fluctuations des prix du pétrole brut rendent nécessaire la recherche d'alternatives. Les biopolymères sont des matériaux polymères, qui sont produits à partir de matériaux renouvelables ou sont biodégradables ou les deux. L'utilisation de biopolymères dans l'industrie des polymères et du textile réduit non seulement l'empreinte carbone, mais assure également l'indépendance vis-à-vis du pétrole. La transition des ressources à base de pétrole aux ressources à base biologique est considérée comme une opportunité. Malgré l'intérêt croissant pour les matières premières durables, le passage des ressources à base de pétrole aux ressources à base biologique est considéré comme une étape attendue depuis longtemps dans l'industrie des polymères. Les défis sont liés non seulement au prix plus élevé que les polymères conventionnels, mais aussi à la capacité de traitement limitée et aux propriétés inadéquates. Le développement des biopolymères est une longue histoire dans différentes générations de développement. Les biopolymères de première génération, c'est-à-dire l'amidon, la cellulose, etc., ont été directement extraits des ressources naturelles et mis en œuvre dans différentes voies de traitement des polymères. Cependant, les polymères naturels sous leur forme brute présentaient d'énormes difficultés de traitement en raison de la structure, de la morphologie, du manque d'homogénéité et de la présence d'impuretés indésirables. Une solution efficace a été envisagée comme la dépolymérisation des matières premières biosourcées et l'utilisation de monomères propres pour la synthèse des polymères. Cela a conduit à la deuxième génération de biopolymères, appelés biopolymères synthétisés ayant la structure moléculaire souhaitée et des polypeptides sur mesure, c'est-à-dire l'acide polylactique. La modification de la structure des biopolymères synthétisés est toujours un sujet de recherche majeur et suscite beaucoup d'attention. Malgré l'énorme potentiel des biopolymères synthétiques, ils sont en concurrence avec les aliments pour animaux et les denrées alimentaires. Il semble difficile de répondre à la demande mondiale en polymères par des polymères biosourcés synthétisés sans mettre en danger les capacités des aliments pour animaux et des denrées alimentaires. Le développement de biopolymères à partir de déchets industriels, agricoles et ménagers est considéré comme une solution efficace pour répondre à la demande mondiale sans mettre en danger la demande alimentaire. Le développement de polyhydroxyalcanoates à partir de déchets et de polyuréthane thermoplastique (en partie) à partir de dioxyde de carbone est considéré comme une solution potentielle. Le groupe de recherche « Biopolymer » de l'Institut für Textiltechnik de l'Université RWTH d'Aix-la-Chapelle se consacre à la découverte du potentiel des biopolymères dans les applications textiles, au développement de chaînes de processus textiles pour des applications interdisciplinaires et à la transformation du défi des biopolymères en opportunité pour l'industrie textile.