Solvolysis of bisphenol A diglycidyl ether/anhydride model networks

International audienceThe chemical recycling by solvolysis of epoxy resins, in particular those of the type including bisphenol A diglycidyl ether (DGEBA) cured by anhydrides, appears rather easy. The association of titanium(IV) n-butoxide (TBT) and diethyleneglycol (DEG) catalyst/solvent system proved effective. The depolymerisation of a model matrix, as well as composite waste, is pushed practically to the monomer stage. The glycolysis products are constituted by esterdiols, tetraalcohols and excess of glycol. The excess solvent can be eliminated by distillation under vacuum, without re-equilibration reactions towards the formation of higher molar mass species. Solvolysis by monoethanolamine (MEA) has also been studied. The reaction is more effective but the depolymerisation products are solid. Characterization of the depolymerisation products by NMR and Maldi-Tof has confirmed the reaction mechanism of transesterification and the presence of other alcoholysis side reactions

Solvolyse de déchets de composites époxyde-verre

La glycolyse des réseaux tridimensionnels époxydes réticulés par des anhydrides est assez aisée. Le tétrabutylorthotitanate s’est révélé un catalyseur efficace. La dépolymérisation est poussée pratiquement jusqu’au stade monomère et le glycolysat est constitué par des esterdiols, des tétrols et l’excès de glycol. L’excès de solvant peut être éliminé par distillation sous vide, sans qu’il ne se produise de réactions de rééquilibrage vers la formation d’espèces de masse molaire plus élevée . La glycolyse des matériaux composites se produit elle aussi efficacement. Les fibres de verres sont libérées après désagrégation de la matrice. Des échantillons de grande taille pouvant être traités, on peut récupérer par séparation solide-liquide, des fibres longues. Après lavage et séchage, le taux de contamination organique est inférieur à 0,05 %. Bien que les réseaux époxydes réticulés par des aminés ne contiennent pas de jonctions esters, la glycolyse conduit encore à une dépolymérisation, plus aisée lorsque le durcisseur est une aminé aliphatique. La glycolyse, suivant le même mode opératoire, de composites à matrice DGEBA réticulé par une aminé aromatique conduit à la libération des libres, mais restant polluées par des résidus organiques. Nous avons pu réduire très nettement la pollution organique par l’emploi d’autres catalyseur et/ou solvants et espérons encore progresser dans cette voie

Solvolyse de déchets de composites époxyde-verre

International audienceThe glycolysis of epoxy resins cured by anhydrides is rallier easy. The tetrabutylorthotitanate showed to be an effective catalyst. The depolymerisation is practically pushed np to the monomer’s stage and the glycolysis product is constituted by esterdiols, tetrols and e.xcess of glycol. The excess of solvent can be eliminated by distillation itnder vaccttm, witliout reactions of reequilibration towards the formation of liiglier molar mass species. The glycolysis of composite materials also occurs ejfectively. Fibreglasses are released after disagregation of the matrix. By treating tall samples, we can get long fibers after a solid-liquid séparation. After washing and drying, the rate of organic contamination is lower than 0,05%. Althougli, epoxy resins cured by aminés do not contain ester junctions, the glycolysis still leads to a depolymerisation, and this one is easier when the hardener is an alipltatic aminé. Following the same experimental protocole, the glycolysis of DGEBA matrix’s composite cured by an aromatic aminé leads to the released of fibers, but still polluted by organic residues. First attemps, by changing the catalyst and/or the solvent, show a high réduction of fibers organic pollution.La glycolyse des réseaux tridimensionnels époxydes réticulés par des anhydrides est assez aisée. Le tétrabutylorthotitanate s’est révélé un catalyseur efficace. La dépolymérisation est poussée pratiquement jusqu’au stade monomère et le glycolysat est constitué par des esterdiols, des tétrols et l’excès de glycol. L’excès de solvant peut être éliminé par distillation sous vide, sans qu’il ne se produise de réactions de rééquilibrage vers la formation d’espèces de masse molaire plus élevée . La glycolyse des matériaux composites se produit elle aussi efficacement. Les fibres de verres sont libérées après désagrégation de la matrice. Des échantillons de grande taille pouvant être traités, on peut récupérer par séparation solide-liquide, des fibres longues. Après lavage et séchage, le taux de contamination organique est inférieur à 0,05 %. Bien que les réseaux époxydes réticulés par des aminés ne contiennent pas de jonctions esters, la glycolyse conduit encore à une dépolymérisation, plus aisée lorsque le durcisseur est une aminé aliphatique. La glycolyse, suivant le même mode opératoire, de composites à matrice DGEBA réticulé par une aminé aromatique conduit à la libération des libres, mais restant polluées par des résidus organiques. Nous avons pu réduire très nettement la pollution organique par l’emploi d’autres catalyseur et/ou solvants et espérons encore progresser dans cette voie

Glycolysis of epoxide-amine hardened networks. I. Diglycidylether/aliphatic amines model networks

International audienceEpoxide-amine hardened networks are high performance materials in composites, coatings and adhesives area. Solvolysis is an efficient method of polymer waste valorisation, particularly for fibre-reinforced composites, allowing recovery of inorganic parts (fibres, charges, metals), whereas the matrix yields depolymerization products which may be recycled in useful raw materials for the chemical industry.However, the curing of epoxides with amines results from non-reversible condensation reactions, and then, the controlled depolymerization by chemical reactives seems to be impossible.We have found that the networks from diglycidylether of bisphenol-A (DGEBA) cured with polyamine may be decomposed by glycols, in relatively mild conditions, leading to 'liquefaction' of the matrix. A solvolytic cleavage of ether linkages, originally present in the DGEBA molecular structure, has been identified. Apparently, the reaction is a transetherification one. Depolymerization products are, for a part, aromatic hydroxyl terminated low molecular weight compounds