La lumière sur les raisons pour lesquelles les plastiques jaunissent
Les connaissances acquises pourraient aider les chercheurs à concevoir des produits en plastique qui durent plus longtemps avant de devenir inesthétiques ou inutilisables.
Si vous possédez une console de jeu rétro ou un vieux rouleau de ruban adhésif d'emballage, vous avez vu comment les Plastiques jaunissent en vieillissant. Bien que la cause de ce changement de couleur ait longtemps été attribuée à la formation de molécules qui agissent comme des colorants, les changements chimiques réels qui ont lieu sont restés inexpliqués. Aujourd'hui, les chercheurs qui publient un rapport dans ACS Applied Polymer Materials ont identifié des nanostructures chirales basées sur la surface comme étant le coupable potentiel.
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Comprendre comment et pourquoi les polymères se dégradent avec l'âge est essentiel pour concevoir des alternatives qui peuvent éviter ces voies, permettant aux produits en plastique d'avoir une durée de vie plus longue. Pour l'un des plastiques les plus couramment utilisés, le polyéthylène, il a longtemps été suggéré que la lumière ultraviolette (UV) - la même lumière qui nous donne des coups de soleil - initie des réactions dans le squelette de la structure du polymère qui provoque le changement de couleur jaune. Cependant, bien que des modifications chimiques du squelette polymère du polyéthylène aient été observées après une exposition aux UV, ces nouvelles structures ne peuvent pas expliquer le jaunissement du polyéthylène. Une nouvelle façon de modifier intentionnellement la couleur et les modes d'interaction des plastiques avec la lumière consiste à créer des structures "supramoléculaires" de taille nanométrique à leur surface, qui influent sur les propriétés des plastiques de manière contrôlable. Inspirées par ces technologies de surface, Margaret M. Elmer-Dixon, Melissa A. Maurer-Jones et leurs collègues ont voulu voir si de telles nanostructures formées involontairement par la lumière UV pouvaient être la cause du jaunissement du polyéthylène.
Les chercheurs ont d'abord cherché à savoir si les structures potentielles formées sur les surfaces des films de polyéthylène jaunis interagissaient avec la lumière polarisée circulairement, un type de lumière dont les ondes se déplacent avec une rotation à droite ou à gauche. La quantité de lumière polarisée circulairement absorbée par le film dans ces expériences a changé en fonction de l'orientation du film, ce qui suggère que le plastique jauni contient de nouvelles structures chimiques qui sont chirales, c'est-à-dire qu'elles sont directionnelles et ne sont pas identiques à leur image miroir. D'autres expériences ont montré que la plupart des dégradations survenant lors du jaunissement des films se produisaient à la surface des films. L'équipe a conclu que les structures chimiques chirales à la surface des films de polyéthylène se forment pendant l'exposition à la lumière UV et sont une cause potentielle de la couleur jaune des vieux plastiques. Ils affirment que ces connaissances pourraient aider les chercheurs à concevoir des produits en plastique qui durent plus longtemps avant de devenir inesthétiques ou inutilisables.
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