Chemical Recycling of Poly Methyl Methacrylate (PMMA), Process and Economics

Le Poly(méthacrylate de méthyle) (PMMA), également connu sous le nom de verre acrylique, ® Plexiglas, Persplex ®, ou Altuglas ™ est un thermoplastique transparent polyvalent, sou-vent utilisé comme alternative au verre dans les secteurs de la construction, de l’électronique et de l’automobile, en raison de sa résistance à la traction, à la flexion, aux UV, et de sa trans-parence. En 2021, le marché mondial du PMMA a dépassé 4,5 milliards de dollars. Le PMMA représente également un polymère idéal pour la transition vers une économie circulaire, en raison de son potentiel élevé de recyclage polymère à polymère (>90 %). Avec l’augmentation de la demande mondiale de PMMA et le renforcement des réglementations environnemen-tales, les acteurs de l’industrie recherchent des solutions de recyclage eÿcaces. Cependant, le taux de recyclage du PMMA reste faible, avec moins de 10 % du matériau récupéré et recy-clé en Europe, principalement en raison de contraintes techniques et économiques. En 2024, seules trois entreprises européennes recyclent le PMMA à une échelle industrielle, tandis que d’autres plus petites, situées en Asie du Sud et en Amérique du Sud, desservent surtout les marchés locaux. Avant les interdictions d’importation de déchets plastiques imposées par la Chine et l’Inde en 2018-2019, le marché du méthacrylate de méthyle vierge (le monomère du PMMA) était cent fois plus grand que celui du r-MMA, et les fabricants occidentaux manifestaient peu d’intérêt pour intégrer des matériaux recyclés dans leurs lignes de production. De plus, le recyclage mécanique du PMMA est limité aux polymères propres, triés et post-industriels, issus de l’extrusion ou de l’injection. En revanche, la thermolyse du PMMA à 400 °C permet de traiter à la fois des PMMA coulés et extrudés ainsi que des déchets contaminés (par des pigments, inhibiteurs ou additifs), sans être limité par la couleur, puisque le r-MMA final est transparent. Bien que plusieurs technologies de thermolyse du PMMA existent, un écart persiste entre la recherche académique et les pratiques industrielles. Les recycleurs industriels s’appuient souvent sur leur expérience pratique plutôt que sur des solutions fondées sur des données scientifiques, tandis que les chercheurs académiques se concentrent souvent sur des technolo-gies moins applicables. Dans ce travail, nous développons des outils et des méthodologies pratiques pour promouvoir le recyclage du PMMA et combler ce fossé entre la théorie et l’application industrielle.

Abstract

Poly Methyl Methacrylate (PMMA), also known as acrylic glass, ® Plexiglas, Persplex ®, or Altuglas ™ is a versatile transparent thermoplastic, and an alternative to glass in con-struction, electronics, and the automotive industry due to its tensile and flexural strength, UV resistance, and transparency. The global PMMA market exceeded 4.5 billion USD in 2021. PMMA is also an ideal polymer for the transition to a circular economy, owing to its potentially high (>90%) polymer-to-polymer recycling yield. As global demand for PMMA rises, coupled with stricter environmental regulations, stakeholders across the value chain are calling for e˙ective recycling solutions. Despite this, PMMA’s recycling rate remains low, with less than 10% of PMMA being recovered and recycled in Europe due to both technical and economic constraints. As of 2024, only three companies in Europe recycle PMMA on a commercial scale, while smaller operations in southern Asia and South America primarily serve local markets. Before China’s and India’s bans on plastic waste imports in 2018-2019, the market for vir-gin methyl methacrylate (PMMA’s monomer) was a hundred times larger than the r-MMA market, with little interest from Western manufacturers to adapt their production lines and incorporate recycled materials. At the same time, mechanical recycling of PMMA is limited to clean, well-sorted, post-industrial extrusion and injection polymer grades. In contrast, PMMA thermolysis at 400°C can treat both cast and extrusion-grade PMMA to r-MMA, including contaminated scraps (e.g., those containing pigments, inhibitors, or additives), without being limited by color, as the final r-MMA is transparent. While various PMMA thermolysis technologies exist, a disconnect persists between academic research and industrial practice. Industrial recyclers often rely on experience rather than data-driven solutions, while academic researchers focus on unfeasible technologies. In this work, we develop practical tools and methodologies to advance PMMA recycling and bridge the gap between theoretical knowledge and real-world application.