Des chercheurs de l'Institut National des Sciences et Techniques Industrielles Avancées (AIST), en collaboration avec l'Organisation pour le Développement des Energies Nouvelles et des Technologies Industrielles (NEDO) et les sociétés japonaises GLART et Shikoku Keisoku Kogyo, ont développé un dispositif de synthèse de polymères organiques et de macromolécules utilisant des micro-ondes. Ils ont ainsi créé des polymères d'acide lactique par un procédé économe en énergie, ce qui, selon les chercheurs, constitue une première mondiale.
Les polymères d'acide lactique, tels que les acides polylactique et oligolactique, sont fabriqués à partir de la fermentation du maïs ou de la canne à sucre. Ils constituent une matière biodégradable et transparente, ce qui en fait des candidats idéaux pour la fabrication de films alimentaires. Ils peuvent également être utilisés pour la confection de fils auto-résorbants utilisés en chirurgie.
Leur production s'effectue par réaction de polycondensation [1] de l'acide lactique. Une solution aqueuse contenant ce composé est maintenue à très haute température tout le long de la réaction. Du fait de la faible réactivité de l'acide lactique, un catalyseur tel que l'acide sulfurique est adjoint à la solution. Celui-ci étant dangereux pour la santé, il ne peut être utilisé qu'à faible concentration : la durée de la réaction de polycondensation est assez longue.
L'utilisation des micro-ondes dans le procédé de fabrication de polymères organiques et de macromolécules permet de réduire considérablement cette durée. De plus, l'emploi d'un catalyseur nocif devient inutile.
A partir de la technique développée grâce à la longue expérience de l'AIST en matière de polymérisation micro-onde, et qui fait l'objet d'une demande de brevet, Keisoku Kogyo a conçu un dispositif de production de polymères par micro-ondes qui a été intégré sur une des chaines de production d'acide oligolactique de GLART. Le remplacement des appareils qui assuraient le chauffage à une température élevée, par ce nouvel appareillage, a permis de réduire considérablement le temps de réaction et d'économiser l'énergie nécessaire au maintien de cette température. L'entreprise estime qu'elle a ainsi pu réduire de 70% les quantités de CO2 émises pendant l'opération. Elle précise qu'elle peut produire 20kg d'acide oligolactique avec un générateur de micro-ondes de 2,45 GHz ayant une puissance de 6 kW.
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[1] Polycondensation : réaction entre au moins deux molécules organiques qui, par élimination de molécules inorganiques (H2O par exemple), s'associent pour former une macromolécule.