Electron Beam Processing as a Promising Tool to Decontaminate Polymers Containing Brominated Flame Retardants - Université de Lille Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Molecules Année : 2023

Electron Beam Processing as a Promising Tool to Decontaminate Polymers Containing Brominated Flame Retardants

Résumé

Electron Beam (EB) irradiation was utilized to decontaminate model systems of industrial polymers that contain a brominated flame retardant (BFR). Acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) and Polycarbonate (PC) are two types of polymers commonly found in Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE). In this study, these polymers were exposed to EB irradiation to degrade DecaBromoDiphenylEther (DBDE), one of the most toxic BFRs. Fourier-transform infrared spectroscopy analysis demonstrated an 87% degradation rate of DBDE for the ABS-DBDE system and 91% for the PC-DBDE system following an 1800 kGy irradiation dose. Thermal analysis using Differential Scanning Calorimetry revealed the presence of crosslinking in ABS and a minor reduction in the glass transition temperature of PC after EB processing. Polymers exhibited thermal stability after photolysis, as indicated by thermogravimetric analysis. In summary, EB irradiation had no impact on the overall thermal properties of both polymers. High-resolution mass spectrometry analysis has confirmed the debromination of both ABS-DBDE and PC-DBDE systems. Therefore, the results obtained are promising and could offer an alternative approach for removing bromine and other additives from plastic E-waste.
L'irradiation par faisceau d'électrons (EB) a été utilisée pour décontaminer des systèmes modèles de polymères industriels contenant un retardateur de flamme bromé (BFR). L'acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS) et le polycarbonate (PC) sont deux types de polymères que l'on trouve couramment dans les déchets d'équipements électriques et électroniques (DEEE). Dans cette étude, ces polymères ont été exposés à une irradiation EB pour dégrader le DecaBromoDiphenylEther (DBDE), l'un des RFB les plus toxiques. L'analyse par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier a démontré un taux de dégradation du DBDE de 87% pour le système ABS-DBDE et de 91% pour le système PC-DBDE après une dose d'irradiation de 1800 kGy. L'analyse thermique par calorimétrie à balayage différentiel a révélé la présence d'une réticulation dans l'ABS et une réduction mineure de la température de transition vitreuse du PC après le traitement par faisceau d'électrons. Les polymères ont présenté une stabilité thermique après photolyse, comme l'indique l'analyse thermogravimétrique. En résumé, l'irradiation EB n'a pas eu d'impact sur les propriétés thermiques globales des deux polymères. L'analyse par spectrométrie de masse à haute résolution a confirmé la débromation des systèmes ABS-DBDE et PC-DBDE. Les résultats obtenus sont donc prometteurs et pourraient constituer une approche alternative pour l'élimination du brome et d'autres additifs des déchets plastiques électroniques.

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hal-04310223 , version 1 (27-11-2023)

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Paternité

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Citer

Rachida Khadidja Benmammar, Venkateswara-Rao Mundlapati, Zohra Bouberka, Ana Barrera, Jean-Noel Staelens, et al.. Electron Beam Processing as a Promising Tool to Decontaminate Polymers Containing Brominated Flame Retardants. Molecules, 2023, Molecules, 28 (23), pp.7753. ⟨10.3390/molecules28237753⟩. ⟨hal-04310223⟩
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