Comment fonctionne la biodégradabilité ?

[invite8f0c8281]

Bonjour,

J'effectue des travaux de recherche sur les plastiques, mais ce n'est pas ma formation de base et mes connaissances en chimie sont relativement faibles. Je me pose une question qui peut sembler simple, mais où je ne trouve pas de réponse.

Comment fonctionne la biodégradabilité ? Car en effet, la cellulose, qu'est un polymère, est biodégradable alors que les polymères synthétiques ne le sont pas et j'aimerais comprendre pourquoi ! Est-ce une question de masse molaire, de types de liaison ou de taille de polymères ? Bref si quelqu'un est en capacité de m'éclairer ce serait super !
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[Kemiste]

Bonjour.

Je ne suis pas un spécialiste des polymères mais si on regarde les structures on voit que la cellulose est un enchaînement de glucose (="sucre") alors que d'autres polymères sont des enchaînement de monomères principalement carbonées. Dans le premier cas on a des liaisons facilement "cassables" qui peuvent donner, après dégradation,des produits assimilables par les organismes. Les liaisons carbone-carbone sont moins "cassables" que les liaisons carbone-oxygène par exemple. De même, les liaisons de type ester ou amide peuvent s'hydrolyser et sont donc moins forte que des liaisons carbone-carbone.

[invite8f0c8281]

Merci pour cette réponse. C'est donc une histoire d'énergie de liaison entre les monomères? Et cette énergie est apporté par des micro-organismes ou ce sont des éléments extérieurs qui bisent les chaines comme l'eau, les UV ou la température?

[Tom85360]

Bonjour,

Concernant la cellulose, l'énergie entre est apportée lors de la synthèse du polymère (la transformation de glucose en cellulose demande de l'énergie à la plante). Les micro-organismes qui dégradent la cellulose utilisent ensuite des enzymes pour catalyser la réactions (réaction d'hydrolyse de la cellulose en glucose ou en oligomères) mais elles n'apportent pas vraiment d'énergie. L'eau est utile dans ce cas car la réaction d'hydrolyse consomme une molécule d'eau par liaison brisée.
Pour certains polymères synthétiques les UV apportent assez d'énergie pour briser des liaisons et forment des radicaux qui peuvent ensuite réagir.
En espérant que ça vous aura aidé.

Bonne journée

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite8f0c8281]

Merci pour ta réponse, ça m'aide un peu mais j'ai encore du mal à saisir réellement le concept sous jacent. Donc ce n'est pas une histoire de polymère, c'est une question de force de liaisons indissociable dans la nature faute de réaction chimique, ou de réaction enzymatiques pour venir à bout des liaisons carbone-carbone?

[inviteff6b9d53]

Bonjour,

La biodégradabilité dépend de quelques paramètres, parmi lesquels on retrouve :
-L'hydrophobie
-La présence de fonctions réactives sur la molécule.

Si on prend l'exemple du polyéthylène, il n'est pas biodégradable parce qu'il est très hydrophobe et qu'il ne présente aucun groupe fonctionnel réactif.
Si on prend le PLA (acide polylactique), on a un polymère assez peu hydrophobe, présentant des fonctions ester qui sont très facilement dégradées.
Si on prend le PCL (polycaprolactone), on a un polymère plutôt hydrophobe, mais présentant des fonctions ester. Sa vitesse de biodégradabilité est donc plus faible que dans le cas du PLA
Par contre, dans le cas du peg (polyéthylèneglycol), on n'a pas de fonction réactive (les éthers sont peu réactifs), mais un polymère très hydrophile, il se dégradera donc très peu.

[Kemiste]

Ce n'est pas qu'une question de nature mais certaines lisions sont plus inertes que d'autres. Par exemple, avec une liaison ester on peut glisser une molécule d'eau qui va venir casser la liaison (c'est très schématisé). Si tu as une longue chaîne où il y a juste des carbones qui se suivent, la molécule d'eau ne peut interagir nul part pour venir briser cette liaison.

EDIT : Ohmaxwell a fait une réponse similaire le temps que je rédige

[invite8f0c8281]

Ok, je commence à capter . thx

[ecolami]

Bonjour,
Pour la biodégradabilité tu peux considérer que tout ce qui a été fait par des cellules vivantes sera biodégradable donc bois, coton, cellulose, laine,soie, lin, corne etc.. sont biodégradables.
Pour les produits synthétiques c'est plus compliqué et les autres réponses ont bien traité cette partie.
Il faut mettre a part le cuir et le caoutchouc vulcanisé qui sont des produits naturels TRAITES chimiquement pour empêcher la biodégradation.