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Des polymères capables de se réparer tout seuls

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Des polymères capables de se réparer tout seuls

Un nouveau polymère capabable de se ressouder tout seul sans catalyseur à température ambiante a été créé en Espagne. Il pourrait améliorer la durabilité des adhésifs par exemple.

Selon Ibon Odriozola, chercheur au IK4-Cidetec, le Centre de recherche pour les technologies électrochimiques (Espagne), cela ne fait aucun doute : l’industrie proposera dans un futur très proche des produits aux caractéristiques autoréparatrices. « Imaginez un adhésif ou une étanchéité de toiture se réparant tout seuls, des pneus et des canalisations autocicatrisants… », précise-t-il.

Avec son équipe de chercheurs à San Sebastian, il vient de mettre au point un polymère souple qui, à température ambiante, de manière autonome, se ressoude efficacement et rapidement. « C’est très impressionnant !, commente Jean-Pierre Pascault, professeur émérite à l’Insa de Lyon (69) et spécialiste des polymères. Si vous avez un bout de matériau dans chaque main et que vous les accolez l’un à l’autre, vous obtenez un seul morceau. » En effet, d’après l’article publié cet automne dans Material Horizon, après avoir tranché un cylindre de ce matériau, ce dernier se régénère, sans qu’on y applique de pression. Au bout de deux heures, il est impossible de séparer les morceaux en tirant dessus à la main. Le nouveau polymère autocicatrisant a été obtenu à partir de Polypropylène glycol (PPG) et appartient donc à la famille des Polyuréthannes (PU), des composés relativement peu onéreux et très répandus dans l’industrie (isolants, adhésifs…). Ce qui fait dire aux chercheurs qu’il pourra facilement se substituer aux PU présents sur le marché.

Limites mécaniques

L’idée d’un tel matériau n’est pas nouvelle. Il existe d’ailleurs déjà des polymères aux propriétés autorégénératrices. Le Reverlink par exemple, développé en 2008 par le groupe de chimie français Arkema, en collaboration avec l’Ecole supérieure de physique et chimie de Paris (ESPCI). Ce dernier est chimiquement proche d’une résine époxy et « repose sur des assemblages supramoléculaires, autrement dit sur des interactions physiques très fortes et réversibles », explique Jean-Pierre Pascault.
Ce qui n’est pas le cas du polymère espagnol, dont les molécules sont liées par des liaisons chimiques covalentes - plus fortes que les interactions supramoléculaires - et réversibles. « Les liaisons covalentes rendent le polymère moins sensible à la température qu’un polymère supramoléculaire » explicite Ibon Odriozola.
Au-delà de ces différences, les deux matériaux se ressemblent beaucoup en matière de propriétés mécaniques. L’un comme l’autre présentent une résistance à la rupture (de l’ordre du MPa) bien inférieure à celle des élastomères communs (qui peuvent atteindre les 10 ou 20 MPa). « C’est à ce niveau que nous devons encore travailler, concède Jean-Pierre Disson, responsable du département Reverlink et directeur du Centre de recherche de l’Oise (CRO) d’Arkema, situé à Verneuil-en-Halatte. Tous les domaines d’application ne sont pas réalistes.
Ces polymères peuvent aujourd’hui convenir pour amortir par exemple, mais ils ne sont pas adéquats pour des joints à forte sollicitation mécanique. » Tout en poursuivant leurs recherches indépendamment, le IK4-Cidetec et Arkema collaborent aujourd’hui sur le programme européen Shine dédié aux élastomères capables de s’autoréparer.

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