Films biodégradables antistatiques : des chercheurs de l’Université de Chiang Mai utilisent des fils métalliques Advent dans une étude de pointe

Les dégâts environnementaux causés par les déchets plastiques ont intensifié la demande d’alternatives biodégradables—en particulier dans des secteurs comme l’électronique, l’automobile et l’emballage grand public.

Cependant, de nombreux polymères biosourcés, bien que prometteurs, présentent des limites: ils peuvent être inflammables, manquer de propriétés antistatiques ou avoir de faibles performances mécaniques.

Pour relever ce défi, des chercheurs de l’Université de Chiang Mai (Chiang Mai Universit) (Thailand) et de l’Université Sungkyunkwan (République de Corée) ont mis au point un nouveau composite biodégradable offrant une meilleure résistance au feu, à l’eau et aux charges électrostatiques.

Leurs travaux ont été publiés dans Polymers (juin 2025), dans un article évalué par des pairs intitulé Flame Retardance and Antistatic Polybutylene Succinate/Polybutylene Adipate-Co-Terephthalate/Magnesium Composite [Rachtanapun et al., 2025].

Le composite est basé sur un mélange de succinate de polybutylène (PBS), d’adipate-co-téréphtalate de polybutylène (PBAT), de résine époxy et d’oxyde de magnésium (MgO). Il est fabriqué par procédé de mélange à chaud, puis transformé en films à l’aide d’une extrudeuse bi-vis et d’un équipement de soufflage de film.

Afin d’améliorer les propriétés électriques de surface, deux traitements avancés ont été testés:

1. Pulvérisation plasma avec des nanoparticules métalliques
2. Procédé de décharge par étincelle, utilisant des fils métalliques pour générer directement des nano-particules métalliques à la surface du film

Pour ce dernier procédé, l’équipe a utilisé des fils de titane, cuivre et aluminium (diamètre 0,5 mm) fournis par Advent Research Materials (Oxford, Royaume-Uni), choisis pour leur qualité et leur adéquation aux travaux scientifiques :

Les fils de Ti, Cu et Al (diamètre 0,5 mm) ont été achetés auprès de la société Advent Research Materials Co., Ltd. (Oxford, Royaume-Uni). 
(Rachtanapun et al., 2025)

Résultats clés

Le composite le plus performant—PBS/E1/PBAT avec 15 % de MgO—atteint une classification UL-94 V-1 en résistance au feu, sans gouttes enflammées lors des tests. Les performances mécaniques sont également améliorées, avec un allongement à la rupture supérieur à 500 %, grâce à la compatibilité renforcée entre les composants et à la bonne dispersion du MgO.

• Renforcement mécanique: la résine époxy améliore la compatibilité PBS–PBAT, augmentant la résistance à la traction de 19 MPa à 25 MPa.
• Résistance au feu: le composite enrichi en MgO atteint la norme UL-94 V-1.
• Antistatisme: la pulvérisation plasma donne les meilleurs résultats globaux, mais le procédé par étincelle utilisant les fils Advent réduit également efficacement les charges statiques—une solution plus économique et évolutive.

En détail:

• Pulvérisation plasma : réduction de la tension de surface jusqu’à 0,036 kV
• Procédé par étincelle (fils Advent) : réduction de la charge de 1,56 kV (non traité) à 0,364 kV

Ces résultats positionnent ce matériau comme une solution prometteuse pour les emballages durables dans l’électronique, où la dissipation électrostatique et la résistance au feu sont essentielles.

Un fort potentiel d’application

L’association de propriétés ignifuges et antistatiques rend ces composites biodégradables adaptés à l’emballage de composants électroniques sensibles, réduisant ainsi la dépendance aux isolants d’origine pétrochimique.

Alors que les industries recherchent des alternatives biodégradables performantes, cette étude montre qu’il est possible de répondre à la fois aux exigences environnementales et fonctionnelles.

Elle s’inscrit dans une dynamique de recherche visant à concevoir des matériaux durables à usage industriel—tout en soulignant l’importance d’un accès à des matériaux de qualité pour la recherche, tels que ceux fournis par Advent.

Référence
Rachtanapun, P., Suhr, J., Oh, E., Thajai, N., Kanthiya, T., Kiattipornpithak, K., et al. (2025). Flame Retardance and Antistatic Polybutylene Succinate/Polybutylene Adipate-Co-Terephthalate/Magnesium Composite. Polymers, 17(12), 1675. https://doi.org/10.3390/polym17121675