Les polybenzoxazines, une nouvelle génération de plastiques d’origine biologique

Au cours des dernières décennies, une nouvelle génération de plastiques nommés polybenzoxazines a émergé du monde universitaire vers les industries. Ces matériaux sont devenus des alternatives prometteuses et durables aux résines existantes utilisées pour la production, par exemple, de matériaux haute performance dans les avions ou les fusées spatiales. Contrairement aux résines, les polybenzoxazines ne produisent pas de composés toxiques et peuvent être synthétisées avec des éléments d'origine biologique (p.ex. l'eugénol) à la place de produits pétroliers.

A l'occasion du 4^ème Symposium International sur les Polybenzoxazines, organisé par le LIST, Laura Puchot et Pierre Verge, chercheurs au sein du groupe « Polymer Processing and Bio based Materials », ont répondu à nos 3 questions sur le sujet.

En raison de la pandémie actuelle liée au COVID-19, le comité d'organisation a décidé d'organiser le 4ème Symposium International sur les Polybenzoxazines, ISPBZ 2021, virtuellement du 31 mai au 4 juin 2021. Cette solution permettra à toutes les personnes intéressées de participer en toute sécurité, quelle que soit leur origine. Le programme sera conçu pour permettre à chacun de se connecter dans de bonnes conditions. Notez ces dates dès maintenant !

Pourquoi les polybenzoxazines sont-elles particulièrement intéressantes pour les industries européennes ?

Les polybenzoxazines sont des polymères - c'est-à-dire une structure composée de grosses molécules - qui appartiennent à la famille des plastiques dits thermodurcissables. En d'autres termes, ces composants ont l'avantage d'être très résistants. Une fois polymérisés ou transformés, ils disposent d’excellentes propriétés thermiques qui les rendent très difficiles à casser ou étirer. Ces caractéristiques sont précisément recherchées par des secteurs tels que l'aéronautique et l’aérospatial.

Les systèmes monocomposants auxquels appartiennent les benzoxazines ne produisent pas de composés toxiques et sont majoritairement d’origine biologique, ce qui les distinguent d’autres matériaux aux mêmes propriétés. De nouvelles opportunités s’ouvrent ainsi aux industries souhaitant se tourner vers des alternatives durables et non toxiques en accord avec la législation européenne. Depuis environ 5 ans, ces matériaux font également l'objet de nombreux développements pour des applications de haute technologie connues sous le nom de « smart xazines ». Grâce à leur capacité de réponse à un stimulus, les benzoxazines ont en effet des propriétés auto-réparatrices très intéressantes pour les secteurs de l'aérospatiale et de l'aéronautique, voire pour le secteur biomédical.

Comment le LIST repousse-t-il les limites de cette famille de plastiques ?

Si la recherche sur les polybenzoxazines est très répandue en Chine, ou aux États-Unis, ce n'est pas le cas en Europe, où seuls six instituts européens travaillent actuellement sur ces polymères. En tant que membre actif de ce réseau, le LIST consacre plusieurs projets de recherche sur ce sujet. A ce titre, les chercheurs du LIST ont récemment déposé un brevet pour un nouveau type de benzoxazines à l'intersection des thermodurcissables et des thermoplastiques. En général, une fois que les benzoxazines ont été utilisées, il n'est plus possible de les modifier. Nos recherches nous ont permis de développer un nouveau type de benzoxazines ayant la capacité de changer de forme et de s'auto-réparer. Cela est particulièrement utile pour la production de composites, par exemple. Ces nouvelles benzoxazines peuvent aussi être utilisées pour la création de pièces complexes - c’est-à-dire à géométrie compliquée – tandis que celles actuelles n’ont pas cette possibilité.

Qu’apportera l’évènement ISPBZ 2021 à la recherche et à l'industrie ?

L'objectif de l'événement ISPBZ 2021 est de propulser l'activité des polybenzoxazines en Europe et de rassembler l’ensemble des acteurs de ce domaine, tant les institutions de recherche que les industries. Nous aurons l'opportunité de découvrir l'expertise d'éminents chercheurs partant du niveau moléculaire avec, par exemple, la synthèse de nouvelles benzoxazines et l'étude de leurs propriétés, jusqu'aux utilisations industrielles concrètes. Ce premier événement européen sera également l'occasion de discuter des benzoxazines comme alternatives viables aux résines existantes avec les industriels. Nous pourrons ainsi identifier la manière dont ils les utilisent ou leurs attentes face à ce type de produits.