Vitricy
Des VITRImères pour une nouvelle Ecole à NanCY: production de vitrimères
Abondement 2020
Le besoin initial
Depuis environ 8 ans, les vitrimères sont passés du stade de découverte scientifique à un objet de recherche, malgré tout encore très confidentiel. La première journée mondiale d’étude sur les vitrimères a eu lieu en France en décembre 2017 à l’initiative du Groupe Français des Polymères. Les industriels présents ont reconnu la véritable révolution que permettraient ces matériaux de par leurs avantages (mise en forme, recyclabilité, applications composites, soudage/ association). Les vitrimères sont obtenus en modifiant des plastiques ou polymères existant pour leur conférer des propriétés de matériaux « vitreux ». Ils constituent donc une nouvelle famille de matériaux pour lesquels il convient (i) de résoudre les problèmes d’élaborations, (ii) de mesurer un certain nombre de leurs caractéristiques physiques effectives, et (iii) en circonscrire ainsi les champs d’application possibles.
Le verrou à lever
Ces matériaux ne sont synthétisés qu’en laboratoire, en petites quantités et un véritable saut de maîtrise technologique doit être réalisé pour les produire à échelle pilote avec les process d’ingénierie utilisés dans le monde de la plasturgie. Il faut ensuite comprendre ce que ces matériaux peuvent apporter en termes de performances mécaniques notamment, ou en association « composites », dans un contexte de recherche de résines pouvant propulser ceux-ci à un bon niveau de compétitivité en regard des matériaux métalliques.
Les moyens R&D mis en oeuvre
Dans un premier temps, les travaux se sont basés sur la production de vitrimères au LRGP par microcompounder. Les additifs apportés au polymère précurseur pour provoquer la réaction de vitrimérisation sont incorporés aux pellets avant introduction pour compoundage et injection d’éprouvettes. Ceci n’est pas sans poser des problèmes d’homogénéité du matériau produit puisque les quantités d’additifs sont très faibles (<2% en masse et difficilement incorporables). Dans un second temps, nous avons tenté et réussi à produire des vitrimères dits précurseurs par process d’extrusion réactive (pouvant permettre le scale-up).
Les perspectives de partenariats
Les enjeux sont multiples : positionner Nancy en première ligne sur cette thématique avec la mise en œuvre d’un nouveau type de matériau polymère découvert en 2010 par Ludvik Leibler (ESPCI Paris), considéré ici dans la perspective historique des innovations dans l’industrie de l’art verrier du début du siècle dernier avec l’Ecole de Nancy. Les applications de ces nouveaux polymères façonnables à chaud en font des résines idéales, qui devraient susciter l’intérêt du monde industriel permettant d’étendre les applications possibles des polymères traditionnels.
