Fluorosilicones : de la polymérisation à la dépolymérisation pour le recyclage

Fluorosilicones : from ring opening copolymerization to depolymerization and recycling

• Auteur / Autrice : Alice Corfa
• Direction : Vincent Ladmiral, Sylvain Caillol
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie Séparative, Matériaux et Procédés
• Date : Inscription en doctorat le ; Soutenance le 14/11/2024
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ICGM - Institut Charles Gerhardt de Montpellier
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : D2 - Chimie et Matériaux Macromoléculaires
• Jury : Président / Présidente : Emmanuel Richaud
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vincent Ladmiral, Sylvain Caillol, Stéphane Carlotti, Vincent Monteil, Céline Bonneaud, Julien Pinaud
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Stéphane Carlotti, Vincent Monteil

Mots clés

Mots clés libres

Fluorosilicones

Polymérisation

Organocatalyse

Fluorosilicones

Polymerization

Organocatalysis

Résumé

Les industries de l'aérospatiale, de l'aéronautique et de l'automobile ont connu une croissance significative, stimulée par les innovations technologiques, la quête de solutions durables et les évolutions économiques mondiales. Parmi les avancées clés, on note l'essor des véhicules électriques et autonomes, l'utilisation accrue de composites légers dans la conception des avions, et les technologies écoénergétiques qui transforment les modes de transport. Le marché mondial des moteurs d'avions, évalué à 94,3 milliards USD en 2023, devrait atteindre 187,26 milliards USD d'ici 2032, porté par l'augmentation du trafic aérien et la demande de nouveaux moteurs. Cependant, les coûts élevés de maintenance posent des défis, et des préoccupations sur la durabilité et le recyclage des matériaux se renforcent face aux réglementations environnementales plus strictes. En réponse, les industries se tournent vers des solutions durables, telles que le recyclage des pneus et l'économie circulaire pour les plastiques. Cela inclut des avancées dans la production de fluorosilicone via la polymérisation par ouverture de cycle anionique (AROP), qui rencontre des défis dus à des réactions secondaires. En intégrant le catalyseur TBD, cette étude a amélioré le contrôle de l'efficacité de la polymérisation, réduit les réactions de dépolymérisation, et réutilisé des sous-produits industriels tels que le F4 pour en faire des matériaux précieux, recyclant jusqu'à 67% des déchets d'élastomères industriels. Cette recherche souligne l'importance des pratiques durables pour réduire l'impact environnemental tout en améliorant l'efficacité économique dans la production de matériaux à haute performance.

The aerospace, aeronautics, and automotive industries have seen significant growth, driven by technological innovations, the push for sustainability, and global economic changes. Key advancements include the rise of electric and autonomous vehicles, increased use of lightweight composites in aircraft design, and energy-efficient technologies that are transforming transportation. The global aircraft engine market, valued at USD 94.3 billion in 2023, is projected to reach USD 187.26 billion by 2032, driven by surging air travel and demand for new engines. However, high maintenance costs pose challenges, and concerns about material durability and recyclability are becoming more pressing due to stricter environmental regulations. In response, industries are turning to sustainable solutions, such as tire recycling and the circular economy for plastics. This thesis work includes advancements in fluorosilicone production through anionic ring-opening polymerization (AROP), which faces challenges from side reactions. By incorporating TBD as a catalyst, this study improved control over polymerization efficiency, reduced depolymerization reactions, and repurposed industrial by-products like F4 into valuable materials, recycling up to 67wt% of industrial elastomer waste. This research emphasizes the importance of sustainable practices in reducing environmental impact while enhancing economic efficiency in the production of high-performance materials.