Solvothermal Debromination of Commercial End-of-Life Styrenic Polymer (ABS and HIPS)

L’inquiétude croissante concernant les retardateurs de flamme bromés (RFB) s’accroît. Leur efficacité en tant qu’inhibiteurs de flamme, leur stabilité thermique et leur compatibilité avec les polymères en ont fait le principal retardateur de flamme dans de nombreuses applications . Les RFB ont été utilisés dans les plastiques des équipements électriques et électroniques (EEE) depuis le début des années 1970, avec les bisphénols polybromés (PBB). Les PBB ont été progressivement éliminés (volontairement par l’industrie) peu après en raison de l’incident survenu sur les Grands Lacs, où du bétail et des personnes ont été empoison-nés après avoir confondu le retardateur de flamme avec un additif alimentaire pour ani-maux. Cependant, la nécessité de se conformer aux réglementations anti-incendie a poussé à développer d’autres composés bromés tels que les polybromobiphényles (PBB), les polybro-modiphényléthers (PBDE) et le tétrabromobisphénol A (TBBPA). Ces composés ont dominé le marché et ont été ajoutés à la plupart des thermoplastiques utilisés dans l’industrie des EEE. Malheureusement, ces nouveaux RFB sont également considérés comme des polluants persistants (POP), toxiques et perturbateurs du système endocrinien. Actuellement, ils sont progressivement éliminés et leur utilisation est limitée, de nombreuses réglementations dans le monde entier tentant de réduire leur présence dans les plastiques. Les équipements EEE ayant une durée de vie moyenne de 8 ans, de nombreux plastiques mis sur le marché arrivent actuellement en fin de vie. Il existe donc un stock important (13 500 kt de WEEE en 2021, selon l’UE) de plastique qu’il n’est pas possible de recycler en raison de la forte concentra-tion de RFB. Pour aggraver la situation, la Chine et la Malaisie ont interdit l’importation de DEEE, perturbant ainsi le flux de résidus plastiques présents. L’élimination de ces RFB de ce plastique en fin de vie permettrait aux entreprises de recyclage de valoriser ce déchet au lieu de l’enfouir et de réduire ainsi son impact sur l’environnement. L’intérêt pour l’utilisation de ces plastiques a conduit à une étude croissante des stratégies de débromation possibles. L’hétérogénéité des plastiques concernés, des types de retardateurs de flamme et des méth-odes d’incorporation a fait de la récupération d’énergie l’objectif principal de la recherche.

Abstract

The increasing concern regarding brominated fire retardant (BFr) is growing. Their efficacy as flame inhibitors, thermal stability, and compatibility with polymers made them the main fire retardant in multiple applications. BFRs were used in electric and electronic equipment (EEE) plastics since the beginning of the 1970s, with the polybrominated bisphenols (PBBs). The PBBs were phased out (voluntarily by the industry) soon after due to the incident on the Great Lakes, where livestock and people were poisoned when they confused the fire retardant with an animal food additive. However, the need to comply with fire regulations pushed the development of other brominated compounds such as polybrominated biphenyls (PBBs), polybrominated diphenyl ethers (PBDEs), and tetrabromobisphenol A (TBBPA). These compounds dominated the market and were added to most of the thermoplastics used in the EEE industry. Unfortunately, these new BFRs are also considered persistent pollutants (POPs), toxic, and disrupt endocrine systems. Currently, they are being phased out and their use is being limited, with multiple regulations around the world trying to reduce their presence in plastics. With EEE equipment having an average market life of 8 years, many of the plastics released to the market are currently reaching their end-of-life. Thus, there is a large stock (13,500 kt of WEEE in 2021, according to the EU) of plastic that is not possible to recycle due to the high concentration of BFRs. To worsen the situation, China and Malaysia have banned the importation of WEEE, disrupting the flow of plastic residue present. Removing these BFRs from this end-of-life plastic would allow recycling companies to valorize this waste instead of land-filling and thus reduce its environmental impact. The interest in using these plastics has led to an increasing study of possible debromination strategies. The heterogeneity of the plastics involved and the fire retardant types and incorporation methods made energy recovery the main target of the research.