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FUI Green Epoxy Alternative non toxique aux résines époxy rigides à partir de biomasse
Hélène Fulcrand Audrey Robic
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
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
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
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
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
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
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
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%
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
Perspectives à court terme
Premiers essais pilote planifiés en mai sur 40 kg d’écorces
Dépolymérisation
Glycidylation
Prépolymère
époxy
Formulation
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
Réglementaire
• REACH: nouvelle substance à enregistrer
• Alimentarité: Réglementation 10/2011 => liste positive de monomères, limitation des impuretés, résidus de solvants, COV
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