Le XVème Congrès INSTM sur la Science et la Technologie des Matériaux s'est tenu ces derniers jours à Gênes. Il représente un moment important de rencontre et d'échange pour tous ceux qui opèrent, à divers titres, dans le domaine de la Science et de la Technologie des Matériaux, offrant un contexte privilégié pour favoriser le dialogue, stimuler de nouvelles interactions et promouvoir des opportunités de collaboration au sein de la vaste communauté scientifique de l'INSTM. Au cours du Congrès, les activités de recherche développées par les membres de l'INSTM ont été présentées. L'événement a été une occasion précieuse pour discuter des aspects fondamentaux, innovants et applicatifs de la science des matériaux, en encourageant une approche interdisciplinaire et une intégration toujours plus grande entre différentes compétences et domaines de recherche. Parmi les projets et les études présentés figurait également celui réalisé par l'Université de Gênes dans le cadre du projet PLASTRON, intitulé: «Valorisation de mélanges de polyoléfines issus de déchets marins par la fabrication additive: une étude sur la stabilité thermomécanique et rhéologique»
Bardelli A (1), Demasi S (3), Minuto M (3), Benvenuto L (3), Mandolfino C (3), Frascio M (3), Becherini S (4), Vicini S (1,2) Cavallo D (1,2) Alloisio M (1,2) Castellano M (1,2).
(1) Département de Chimie et de Chimie Industrielle – DCCI, Université de Gênes, Gênes, Italie
(2) Consortium Interuniversitaire National de Science et Technologie des Matériaux (INSTM), Florence, Italie
(3) Département de Génie Mécanique, Énergétique, de Gestion et des Transports (DIME), Université de Gênes, Gênes, Italie
(4) Revet SpA, Pontedera, Italie
La dispersion croissante des déchets plastiques dans les milieux marins représente un défi environnemental urgent de notre époque. Dans ce contexte, la présente recherche vise à transformer les déchets plastiques marins en une ressource précieuse pour la fabrication additive. La variabilité des polyoléfines mixtes recyclées (MPO), provenant d'articles hétérogènes, nécessite une optimisation minutieuse de la formulation afin de garantir une transformabilité et des performances adéquates. Cette étude a examiné les propriétés thermiques, rhéologiques et mécaniques des MPO, dans le but de produire des objets fonctionnels grâce à l'impression 3D à granulés (pellets). La formulation consistait en une MPO (PE/PP issu de la récupération marine) avec l'ajout d'Irganox B215, d'Epolene E43 et d'une bio-charge à base de $\text{CaCO}_3$ (10% en poids). La caractérisation a inclus des analyses TGA, DSC et de microscopie MEB (SEM). La rhéologie oscillatoire a été réalisée sur la formulation prête pour l'impression et après 12 cycles d'extrusion. Des éprouvettes en forme d'haltère (os de chien) ont été produites à l'aide d'une imprante 3D à granulés haute définition (HDP) Delta Wasp 4070. Les propriétés mécaniques ont été évaluées par des essais de traction et de flexion en trois points. L'analyse TGA a confirmé que l'utilisation d'Irganox entraîne une plus grande stabilité thermo-oxydative, tandis que la DSC a déterminé une composition PE/PP 70/30 (à partir de la phase cristalline), essentielle pour le réglage des paramètres d'impression HDP. Les tests rhéologiques ont montré un comportement de rhéofluidification (shear-thinning) optimal et une viscosité stable dans le temps. La caractérisation mécanique a révélé que l'ajout de la bio-charge et de l'agent de compatibilisation (Epolene) a augmenté de manière significative les modules d'élasticité en traction (Young) et en flexion, ainsi que la résistance à la flexion par rapport à la MPO pure. Les valeurs de la résistance à la traction ont confirmé l'efficacité della stratégie de stabilisation et de compatibilisation. Les micrographies MEB ont validé l'efficacité de l'Epolene pour garantir une excellente cohésion interfaciale, éliminant les vides structurels dans les éprouvettes imprimées. La caractérisation intégrée a permis de définir une fenêtre de transformation optimale pour la technologie HDP. La bio-charge a amélioré les performances en traction et en flexion qui, combinées à la stabilité rhéologique, ont garanti l'intégrité structurelle et la précision dimensionnelle. Malgré la dégradation des plastiques marins, l'effet des additifs a permis la régénération des MPO en un matériau à hautes performances pour la fabrication circulaire à grande échelle.