1,3-Propanediol (PDO) :

Formule chimique : C3H8O2

Nom IUPAC : Propane-1,3-diol

Numéro de registre CAS : 504-63-2

Poids moléculaire : 76,09 g/mol

1. Propriétés physiques

Aspect : Liquide visqueux incolore

Point de fusion : -32°C (-25.6°F)

Point d'ébullition : 214°C (417.2°F)

Densité : 1,0597 g/cm³ à 20°C

Solubilité : Miscible à l'eau et à de nombreux solvants organiques

2. Propriétés chimiques

Le PDO est un diol, contenant deux groupes hydroxyles.

Il peut subir les réactions typiques des alcools, telles que l'estérification et l'éthérification.

Le PDO peut être utilisé comme monomère dans les réactions de polymérisation.

3. Applications

1) Production de polymères

Polytriméthylène Téréphtalate (PTT) : Le 1,3-propanediol est un monomère clé dans la production du PTT, un polyester qui trouve des applications dans les textiles, les tapis et les emballages. Les fibres de PTT présentent une excellente durabilité, élasticité et résistance aux taches.

Polyuréthanes : Il est également utilisé dans la production de polyuréthanes, apportant souplesse et résistance aux mousses, aux adhésifs et aux revêtements.

2) Cosmétiques et soins personnels

Le 1,3-propanediol sert d'humectant, d'émollient et de solvant dans diverses formulations cosmétiques. Il aide à maintenir l'humidité dans les produits de soin de la peau et améliore l'absorption d'autres ingrédients.

L'industrie alimentaire et des boissons :

Il est utilisé comme additif alimentaire et agent aromatique. Le composé est reconnu comme sûr (GRAS) par la FDA et est utilisé pour améliorer la texture et la stabilité des produits alimentaires.

3) Produits pharmaceutiques

Dans les produits pharmaceutiques, le 1,3-propanediol est utilisé comme solvant et excipient dans la formulation des médicaments, améliorant la délivrance et l'efficacité des ingrédients pharmaceutiques actifs.

4) Applications industrielles

Le 1,3-propanediol est utilisé comme antigel et agent de dégivrage en raison de sa faible toxicité et de son efficacité à basse température. Il est également utilisé dans la formulation d'agents de nettoyage, de peintures et de revêtements.

4. Synthèse et production

Le 1,3-propanediol (PDO) peut être synthétisé par plusieurs méthodes, notamment par des procédés chimiques traditionnels et des approches biotechnologiques. Chaque méthode présente ses propres avantages et inconvénients en termes d'efficacité, de coût et d'impact sur l'environnement.

Hydratation de l'acroléine

L'hydratation de l'acroléine est l'une des méthodes chimiques les plus courantes pour produire du 1,3-propanediol.

Étape 1 : Production d'acroléine

L'acroléine est produite par l'oxydation du propylène. Le propylène, un hydrocarbure issu du raffinage du pétrole, réagit avec de l'oxygène en présence d'un catalyseur pour former de l'acroléine.

CH2=CH-CH3+O2→CH2=CH-CHO+H2OCH2=CH-CH3+O2→CH 2=CH-CHO+H2O

Étape 2 : Hydrogénation

L'acroléine est ensuite hydrogénée pour former le 3-hydroxypropionaldéhyde (3-HPA). Cette étape implique l'ajout d'hydrogène gazeux (H₂) en présence d'un catalyseur métallique, tel que le palladium ou le nickel.

CH2=CH-CHO+H2→CH2OH-CH2CHOCH2=CH-CHO+H2→CH2OH-CH 2CHO

Étape 3 : Hydratation

Enfin, le 3-HPA est hydraté pour produire du 1,3-propanediol. Cette étape nécessite généralement des conditions acides ou basiques pour faciliter l'ajout d'eau (H₂O).

CH2OH-CH2CHO+H2O→CH2OH-CH2OH+H2OCH2OH-CH2CHO+H2O→CH2OH-CH2OH+H2O

5. La raison pour laquelle l'industrie textile est si prometteuse

1. Rôle clé dans la production de polytriméthylène téréphtalate (PTT)

L'une des principales utilisations du 1,3-propanediol dans l'industrie textile est la production de polytriméthylène téréphtalate (PTT) en tant que monomère. Le PTT est un type de polyester qui présente une série de propriétés souhaitables pour les applications textiles :

Douceur et confort : Les fibres PTT sont plus douces et plus confortables que les autres fibres de polyester. Elles sont donc idéales pour les vêtements, y compris les vêtements de sport et les vêtements décontractés.

Élasticité et étirement : Le PTT possède une excellente élasticité, ce qui lui permet de bien s'étirer et de se rétablir. Ceci est particulièrement bénéfique pour les applications telles que les vêtements de sport, les bas et autres vêtements où la flexibilité est cruciale.

Durabilité : Les fibres de PTT sont très durables et résistent à l'abrasion et à l'usure. Cela garantit la longévité des textiles fabriqués à partir de PTT, même en cas d'utilisation et de lavage fréquents.

Résistance aux taches : Le PTT présente une résistance aux taches supérieure à celle des fibres polyester traditionnelles, ce qui le rend plus facile à nettoyer et à entretenir.

Esthétique : Le PTT peut être facilement teint, ce qui permet d'obtenir des couleurs éclatantes et une grande solidité des couleurs. L'attrait esthétique des textiles s'en trouve renforcé.

2. Durabilité et avantages pour l'environnement

La production de 1,3-propanediol par des méthodes biotechnologiques, telles que la fermentation microbienne de matières premières renouvelables (par exemple, le glycérol), offre des avantages environnementaux significatifs :

Matières premières renouvelables : L'utilisation de ressources renouvelables réduit la dépendance à l'égard des combustibles fossiles et diminue l'empreinte carbone associée à la production d'AOP.

Réduction des émissions de gaz à effet de serre : Les méthodes de production biotechnologiques permettent généralement de réduire les émissions de gaz à effet de serre par rapport aux procédés pétrochimiques traditionnels.

Biodégradabilité : Les textiles fabriqués à partir de PTT biosourcés sont potentiellement plus biodégradables que le polyester conventionnel, ce qui contribue à réduire l'impact environnemental à la fin du cycle de vie du produit.

3. Amélioration des caractéristiques de performance

Les fibres de PTT dérivées du PDO offrent des caractéristiques de performance améliorées qui sont très appréciées dans l'industrie textile :

Gestion de l'humidité : Les fibres PTT peuvent évacuer l'humidité de la peau, améliorant ainsi le confort et les performances des vêtements de sport.

Isolation thermique : Les fibres PTT offrent une bonne isolation thermique, ce qui les rend adaptées aux vêtements pour temps chauds et froids.

Résistance au froissement : Les textiles PTT sont intrinsèquement infroissables, ce qui réduit le besoin de repassage et facilite l'entretien des vêtements.

4. Polyvalence des applications

La polyvalence des fibres PDO et PTT va au-delà de l'habillement et s'étend à d'autres applications textiles :

Textiles d'intérieur : Les fibres PTT sont utilisées dans les tapis, les tissus d'ameublement et les tentures en raison de leur durabilité, de leur résistance aux taches et de leur attrait esthétique.

Textiles industriels : Le PTT est utilisé dans des applications industrielles telles que les tissus automobiles, les géotextiles et les matériaux de filtration, qui bénéficient de sa solidité et de sa résistance à l'usure.