Le projet succipack, une collaboration européenne pour un matériau d avenir

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1 Le projet succipack, une collaboration européenne pour un matériau d avenir Patrice DLE, Directeur, Pôle Est CTCPA, PTI Emballage Technopole Alimentec Sinisa MARINKVIC, Ingénieur R&D, ARD 1

2 Projet Succipack : projet FP7 dédié au développement et à la valorisation du PBS pour des applications emballages alimentaires 18 partenaires (7 organismes de recherche et 11 partenaires industriels) 6 pays (Belgique, République Tchèque, Grèce, Italie, Espagne et France)

3 Acide succinique : molécule plateforme Le PBS un polymère incontournable Pourquoi faire???

4 istorique du PLA dans l emballage : Jugé trop rapidement à partir de ses premiers grades commerciaux Et sur des applications pour lesquelles il n était pas adapté - Stabilité thermique - Barrière à l eau - Fragilité - Biodégradabilité (vs compostabilité) QUID DU PBS? 4

5 Caractéristiques et Propriétés générales du PBS Entre PE et PP

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7 PE Tg = -120 C Tf = 120 C PCL Tg = -60 C Tf = 60 C PBSA Tg = -45 C Tf = 114 C N N PEA Tg = -30 C Tf = 112 C PBAT Tg = -30 C Tf = 110 C PBV15 Tg = +5 C Tf = 145 C PB Tg = +10 C Tf = 175 C PLA Tg = +58 C Tf = 152 C EV Tg = 60 C Tf = 190 C PET Tg = 90 C Tf = 270 C N R N R N R 2 C N 2 C R N R N 2 C R N R N R N 2 C R 2 C N R N R 2 C N R Protéines Amidon émicelluloses Cellulose Tg > 200 C 0% R T degradation < Tf

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9 xygen transmittance cm3 /m2 d 1 atm Caractéristiques et Propriétés du PBS LDPE PS DPE PP PLA PBSA PBAT 10 PET PBS PA6 1 PEN EV 32% 0,1 0, water vapour transmittance g /m2 d 75% R Propriétés barrières : bon / peut mieux faire

10 BJECTIFS du projet SUCCIPACK Développement de matériau d emballage alimentaire - actif et intelligent, - à partir de PBS (polybutylène succinate) d origine renouvelable - intégrant une minimisation des impacts sanitaires / environnementaux sur l ensemble de la chaîne de valeur - Facile à intégrer dans les filières / équipements existants Préparer l entrée du PBS sur le marché de l emballage

11 WPs

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13 PTIMISER LE CYCLE DE VIE En minimisant les impacts de production des monomères et du polymère

14 PTIMISER LE CYCLE DE VIE Fonctionnaliser pour une mise en forme des matériaux avec les moyens de process existants

15 Processabilité - Très large possibilité de modulation des propriétés à l état fondu via distribution de masses, branchements, et compounding - Développements spécifiques pour extrusion gonflage non existants commercialement

16 PTIMISER LE CYCLE DE VIE Fonctionnaliser.. pour des performances packaging minimisant le gaspillage alimentaire dans l ensemble de la chaîne de distribution

17 Propriétés d usage Respirabilité : obtenue sur grades PBSA avec très bonne sélectivité C2 Barrière à l eau et à l oxygène : améliorée via différentes stratégies de cristallisation, orientation, compounding, coatings, mais améliorations généralement inférieures à un ordre de grandeur => usages pour produits à DLC / stockage à froid Propriétés mécaniques fortement modulables via copolymérisation et compounding (bonne compatibilité du PBS «amphiphile» pour stratégies multiples de compounding) Tenue thermique : améliorée par traitement SSP.. Mais devrait être appliquée sur objet fini

18 Durée de vie des produits conditionnés Amélioration ou effet neutre sur durées de vie de produits alimentaires conditionnés à froid / DLC inférieures à 1 mois A priori associé aux propriétés de perméabilité 2 Effet de barrière Effet de barrière partielle Effet respirant des copo L impact positif envisagé sur le gaspillage alimentaire associé aux améliorations de DLC est difficile à chiffrer, mais possiblement avec une conséquence drastique sur l ACV des produits emballés

19 PTIMISER LE CYCLE DE VIE Limiter l impact sur la santé du consommateur

20 Interactions contenant contenu Bonne inertie sur produits aqueux stockés à froid Interactions très sensiblement croissantes en fonction du caractère apolaire des produits alimentaires Interactions très sensiblement croissantes en fonction de la température Sorption d arômes assez élevée, sur un spectre assez large de molécules

21 migration (g/dm2) Migration matériau EPAIS, INJECTE, 10 j 40 C 45,00 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0, éthanol % 21

22 PTIMISER LE CYCLE DE VIE Améliorer la gestion de fin de vie

23 Vieillissement marquage intelligent recyclabilité Dégradabilité du PBS par hydrolyse, même en conditions d ambiance normales Critique pour gestion de stock, que ce soit pour la matière première ou les objets finis Développement d un marquage intelligent / sonde moléculaire sensible à la masse molaire moyenne (marqueur mobilité / polarité) Guidelines pour recyclage mécanique et restabilisation (fonctionnalisation A / phénomènes de branchements pour process >190 C) Scénario enfouissement le plus défavorable Développement d un process de dépolymérisation par voie enzymatique (filière tout polyesters??)

24 CNCLUSIN Approche pluridisciplinaire complexe à mettre en œuvre, ne serait ce que pour rendre compatibles les échelles de travail de chacun Des pistes d amélioration multiples qui permettent de rappeler que l amélioration du cycle de vie ne se situe pas uniquement au niveau du sourcing de matières premières! Des approches génériques innovantes (branching T, marquage intelligent, SSP réparatrice, extrusion enzymatique) à appliquer à d autres polymères Des usages du PBS à préconiser sur produits à DLC < 1 mois

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