Recyclage de silicone

Recyclage de silicone

Le silicone est le “chainon manquant” entre la chimie organique et inorganique et a des propriétés uniques que d’autres polymères ne peuvent égaler. En changeant la taille ou la structure de la molécule de silicone ou en y ajoutant différents composés, on peut améliorer ou changer son comportement. La façon dont il se comporte. Le secret des capacités étonnantes du silicone doit être attribué à la flexibilité de son maillon principale.

Si – O – Si.

Les silicones permettent le développement des dispositifs électroniques qui sont plus performants, plus versatiles, plus économiques et plus faciles à utiliser. Ils font les voitures plus sûres, plus fiables et moins chères à entretenir. Les appareils électroménagers fabriqués avec du silicone sont plus fiables et demandent moins entretien. Les silicones protègent le matériel de transmission de puissance des dommages du l’environnement et aident le flux d’électricité. Ils permettent aussi de décoller facilement les étiquettes d’adresse et le collage étanche des bandes industrielles aux surfaces difficiles [1].

Les fluides en silicone, appelés aussi huiles de silicone, ou simplement silicone sont vendus par rapport à leur viscosité et se situent dans une gamme entre 0,65 centistokes et 1,000,000 centistokes. Si le produit n’est pas fabriqué par le mélange de deux fluides de viscosité diverse, la viscosité est liée au poids moléculaire. La viscosité permet le calcul approximatif de la valeur « n « dans la formule ci-dessous [ 2 ] :

Viscosité 25C
(Centistokes)
Poids moléculaire
approximatif
Valeur
approximative “n”
5 800 9
50 3,780 53
100 6,000 85
200 9,430 127
350 13,650 185
500 17,350 230
1,000 28,000 375
10,000 67,700 910
60,000 116,500 1,570
100,000 139,050 1,875

Le silicone peut adhérer au substrat, y compris fibre, tissu, surface métallique, cheveux ou peau par un ou plusieurs des mécanismes suivants :

( a ) Hydrophobie – Quand l’huile est au contact de l’eau, il perturbe les liaisons d’hydrogène entre les molécules d’eau dans la solution aqueuse. Cette perturbation est accomplie seulement dans le cas ou l’énergie de mélange est suffisante pour rompre les liaisons d’hydrogène. Quand le mélangeur est fermé, l’huile est forcée hors de l’eau à cause de la reformation des liaisons d’hydrogène entre les molécules d’eau. Ce phénomène peut être utilisé pour fournir de l’huile à une surface. Les huiles de silicone sont fournies de cette façon.

( b ) Interactions ioniques – La charge de la molécule aura aussi un effet sur la distribution de l’huile sur les cheveux ou sur la peau. Par exemple, si la molécule de l’huile a une charge cationique, elle va former des liaisons ioniques avec le substrat qui contient des charges négatives sur la surface. Les 2 charges opposés forment ensemble une soi- disant liaison de paire.

( c ) Adhésion générale – Si une huile rentre en contact des cheveux ou de la peau qu’elle pénètre ensuite, elle va se qu’on appel ‘’polymériser’’ et développer un réseau enchevêtré de polymère. Même s’il n’est pas lié directement au substrat, ce réseau polymérique va adhérer à la surface.

( d ) Adhésion spécifique – Si une huile rentre en contact des cheveux ou de la peau, elle va pénétrer puis réagir avec les groupes présents sur les cheveux ou sur la peau, pour former une liaison chimique entre le polymère et le substrat. C’est le mécanisme d’adhésion le plus fort et le plus durable.

Les fluides de silicones réagissent presque exclusivement par le mécanisme (a ). Dans la mesure ou les autres mécanismes peuvent être introduits, le revitalisant sera distribué plus efficacement et de manière plus importante sur le substrat. Les silicones organo – fonctionnels cherchent en grande partie à capitaliser ces mécanismes additionnels pour fournir une revitalisation efficace pour les cheveux et pour la peau.

Un éventail d’action incroyable

Les silicones forment un groupe de produits qui présente des propriétés très utiles comme la stabilité aux hautes températures ainsi qu’à la résistance au vieillissement, à la lumière du soleil, à l’humidité, aux températures extrêmes et aux produits chimiques. Les silicones peuvent prendre des formes diverses et réaliser des centaines de fonctions différentes. Ils peuvent être durs et fragiles, ou mous et flexibles.

Les silicones peuvent être liquides ou solides, durables ou temporaires et ils peuvent être adhérant ou lisse. Ces polymères peuvent être hydrophobiques (repousser l’eau) ou hydrophiles (absorber l’eau). Les silicones peuvent être utilisées pour concevoir des produits mous, lisses, soyeux, dures, rugueux ou collants. Ils peuvent également détruire ou stabiliser la mousse.

Efficacité éprouvée

Les matériaux d’étanchéité avec une structure en silicone utilisés dans les années 1980 pour différentes constructions sont encore performants aujourd’hui.

De nos jours, environ la moitié des produits tel que les soins maquillage, cheveux, peaux et aisselles introduit sur le marché contient du silicone.

Les revêtements en silicone sont largement reconnus comme étant les meilleurs matériaux pour améliorer la douceur des tissus et leurs effets sur la peau.

Au début des années 90, les silicones anti mousse ont été considérablement utilisés dans les opérations de lavage.

Aujourd’hui, tout dispositif électronique alimenté par batteries ou par courant électrique est constitué de silicones.

Le recyclage des fluides en silicone

2.1. Une méthode est délivrée pour le recyclage et le traitement des déchets de silicone dérivés des procédés de découpage des plaquettes et polissage comme suit [ 3 ] : un gâteau de filtration déshydraté est mélangé avec de l’eau de telle manière que le gâteau de filtration est dilué pour former un fluide actif. L’eau réagit avec le silicone dans le gâteau de filtration et produit bioxyde de silicium et hydrogène. Après que l’hydrogène est extrait pour stockage, la séparation due à la gravité spécifique a lieu par l’eau ainsi que la carbure de silicium et les particules de silicone sont séparés pour le triage. Après, la séparation solide-liquide est réalisée sur le fluide actif restant pour séparer le bioxyde de silicium ( solide ) de l’eau et polyethyleneglycole ( PEG, liquide ), avant que PEG est séparé de l’eau. Ainsi, les particules utiles de silicium, la carbure de silicium, le bioxyde de silicium et PEG sont recyclés à partir du gâteau de filtration pour réduire la quantité totale des déchets. En plus, vu que l’hydrogène, comme produit secondaire, a une haute valeur commerciale, la méthode ajoute du valeur au recyclage.

2.2.Recyclage des boues scié à fil en silicone : séparation de silicium et carbure de silicium dans un récipient de décantation sur rampe sous l’application d’un champ électrique.

La demande croissante pour les cellules solaires de silicium sur le marché global a augmenté considérablement la quantité des déchets de silicium scié produite chaque année. Le recyclage de Si et SiC des déchets sciés représente une méthode économique pour réduire ce déchet. Un étude [ 4 ] rapporte la séparation de Si et SiC utilisant un récipient de décantation sur rampe. Autant qu’elles déposent dans un champ électrique, les petites particules de Si avec des charges négatives plus élevées ont un déplacement horizontal plus long par rapport aux particules de SiC dans une solution de pH7, résultant dans la séparation de Si et SiC.

L’accord entre les résultats expérimentales et les résultats prévus démontre que les particules parcourent une distance courte pour arriver au port de collection dans le récipient sur rampe. Par conséquent, le temps requis pour les particules fines pour frapper le fond du récipient diminue et l’interférence provoquée par la dispersion entre les particules et le déplacement du fluide pendant la décantation diminue aussi. Dans le récipient sur rampe les plus hautes puretés des poudres de SiC et Si ont été 95,2% et respectivement de 7,01%. Utilisant le récipient sur rampe la fraction recyclable des poudres riches en Si ( SiC <15% en poids ) atteint 22,67% ( basée sur tout le déchet ). Cette fraction est supérieure à celle obtenue utilisant des récipients rectangulaires. Implications : Le recyclage de Si et SiC abrasifs des déchets sciés de silicone est regardé comme une solution économique pour réduire le déchet scié. Cependant, la séparation de Si et SiC est difficile. En comparant avec les récipients rectangulaires, la fraction recyclable des poudres riches en Si utilisant un récipient sur rampe est majeure et le récipient de décantation sur rampe proposé est plus adéquat pour les applications industrielles. Références

  1. www.dowcorning.com
  2. Basic Silicone Chemistry, Anthony O’Lenick, Silicone Spectator, January 2009
  3. Patent application number: 2012031274, Jr-Jung Iang (Changhua City, TW) ,2012-12-13
  4. Air Waste Manag Assoc., Tsai TH1, Shih YP, Wu YF. 2013 May;63(5):521-7

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