25 November 2021

Crackless : un nouveau monde de possibilités dans le développement d'adhésifs CA

Les cyanoacrylates (y compris le cyanoacrylate d'éthyle, ou ECA, et le méthoxyéthyl-cyanoacrylate, ou MECA) sont fabriqués depuis près de 70 ans, et avec un succès considérable, à l'aide du procédé Knoevenagel. Ce procédé a été l'épine dorsale du secteur des adhésifs et a conduit à la naissance d'un grand nombre des marques leaders dans le monde.

Toutefois, malgré son succès, ce procédé a ses limites. L'un de ses inconvénients, en particulier, est qu'il nécessite deux étapes de réaction consécutives : la première est la condensation, et la seconde, le craquage thermique, qui décompose effectivement les longues molécules en molécules plus petites.

La première étape est chronophage et nécessite l'utilisation d'un solvant, ce qui n'est pas favorable à l'environnement. La seconde étape demande encore plus de temps et consomme beaucoup d'énergie car de très hautes températures (jusqu'à 180 ºC) sont nécessaires pour déclencher la réaction. Ce procédé ne fournit que des rendements de faibles à modérés pour la plupart des monomères.

Depuis un certain temps, les fabricants recherchent des alternatives viables, et plus spécialement des alternatives plus rapides, consommant moins d'énergie et de chaleur, et plus durables. De manière cruciale, elles doivent également produire un rendement plus élevé. Cette recherche a conduit au développement, en 2017, du procédé breveté « crackless ».

Inventée par Afinitica, une entreprise espagnole d'adhésifs qui fait désormais partie de Bostik, la production selon ce procédé a résolu quasiment tous les problèmes détectés avec le procédé historique Knoevenagel. Il a permis à des entreprises comme Bostik de développer de nouveaux produits adhésifs instantanés au sein de sa nouvelle gamme d'adhésifs techniques Born2Bond.

Nombre de ces produits sont à base de MECA, un cyanoacrylate qui existe depuis aussi longtemps que l'ECA mais qui était coûteux et difficile à fabriquer avec le procédé Knoevenagel.


La fabrication viable de nouveaux adhésifs

Désormais, grâce à l'évolution du procédé Crackless, le développement de nouveaux produits à base de MECA devient viable. Ce procédé permet de créer un plus grand nombre d'adhésifs à base de MECA, avec tous les avantages que de tels produits sont capables d'offrir. Ils dégagent moins d'odeur et sont plus sûrs pour les employés qui travaillent sur les lignes de production. Ils engendrent moins de traces blanches, un produit dérivé inesthétique qui peut apparaître lors de l'assemblage de deux pièces, et peuvent par conséquent être utilisés dans certains secteurs haut de gamme tels que la mode (par ex., articles en cristal et en verre) et l'électronique grand public, pour lesquels la qualité est fondamentale.

De plus, le procédé Crackless consommant moins d'énergie que le procédé Knoevenagel, il aide les entreprises à respecter leurs agendas en matière de développement durable.

Le procédé Crackless permet de fabriquer d'autres cyanoacrylates de manière plus rentable et plus durable, notamment une famille de monomères qui est utilisée dans le secteur médical pour soigner les plaies.

Ces produits incluent le cyanoacrylate de butyle, un CA à chaîne intermédiaire qui a été le premier à être utilisé à grande échelle pour cicatriser les blessures cutanées. On y trouve également le cyanoacrylate 2-octyle (2OCA), un CA à chaîne plus longue qui peut être utilisé pour la cicatrisation lente des incisions et lacérations cutanées. Il remplace les sutures non résorbables pour la fermeture primaire des incisions cutanées sur le visage. Ce produit tend à produire une liaison plus résistante que celle du CA de butyle (sa résistance à la rupture volumétrique est jusqu'à quatre fois plus élevée que celle du BCA) et il est plus flexible. Par ailleurs, alors que le MECA et l'ECA à chaîne courte sont tous les deux toxiques pour les tissus, le CA de butyle et le 2OCA ne le sont pas, ce qui ouvre tout un monde de possibilités dans le domaine du traitement médical.

La création d'une co-entreprise

Bostik a récemment investi dans CMC (Crackless Monomer Company), une co-entreprise créée avec la société taïwanaise de produits chimiques Cartell. Son objectif déclaré est d'utiliser le procédé Crackless pour faire des cyanoacrylates hautes performances auparavant non viables des produits accessibles et à la disposition des clients du monde entier.

Désormais, de tels produits qui, auparavant, n'étaient pas « viables » peuvent non seulement être fabriqués de manière plus rentable et plus durable, mais aussi être fabriqués à l'échelle industrielle. Non pas que ce fût impossible avant, mais leur production à l'aide d'un procédé « traditionnel » impliquant le craquage était peu pratique.

De nouveaux monomères n'ayant encore jamais été disponibles sont également en cours de réalisation, avec de meilleures capacités, flexibilité et application. Ils possèdent de meilleures propriétés adhésives, de meilleures propriétés de revêtement et ils permettent aux fabricants de créer des produits encore plus performants. (La gamme d'adhésifs instantanés Born2Bond en est un exemple : une famille d'adhésifs conçus à l'aide du procédé Crackless, qui sont plus intelligents, plus écologiques et plus sûrs).

À cette fin, les capacités des cyanoacrylates sont mises à profit, en ajoutant d'autres monomères au portefeuille existant du client, en permettant la création d'hybrides d'époxy et de cyanoacrylates mais aussi en permettant le mélange de l'ECA et du MECA pour innover encore davantage. Il existe également des domaines d'application au-delà des adhésifs, dans l'impression 3D, les applications d'étanchéité et de revêtement et les projets sur mesure.

Auteur : Dr Isidro Cobo, Ph.D. – responsable du développement commercial et de la R&D, Arkema-Bostik



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