Maitrisons les risques pour transformer les difficultés en opportunités et créons ensemble des produits uniques.
Parce qu’il n’est pas toujours possible de disperser et de solubiliser toutes les poudres dans l’eau (poudres métalliques, principes actifs, intermétalliques, polymères, organométalliques,…), le GREEnMat met à votre disposition une unité d’atomisation pilote adaptée à l’atomisation de formulations réalisées à partir de solvants organiques. Placée dans un laboratoire ATEX de 60 m2 unique en Wallonie, cette unité permet de sécher les suspensions et solutions réalisées à base de solvants organiques et ce, en toute sécurité. Cette installation permet de travailler des composés sensibles à l’air et à l’eau puisque l’atmosphère de séchage est rigoureusement contrôlée (argon ou azote). Votre matériau est particulièrement sensible à l’oxygène ? A l’eau ? Ou présente un risque pour la santé ?
Nous vous proposons d’atomiser votre composition à partir d’une boite à gants sous atmosphère contrôlée pour préserver les propriétés intrinsèques de vos matériaux tout en assurant la sécurité des opérateurs.
Votre matériau est particulièrement sensible à l’oxygène ? A l’eau ? Ou présente un risque pour la santé ?
Nous vous proposons d’atomiser votre composition à partir d’une boite à gants sous atmosphère contrôlée pour préserver les propriétés intrinsèques de vos matériaux tout en assurant la sécurité des opérateurs.
Pourquoi des installations ATEX au sein d’un laboratoire de recherche à l’Université de Liège ?
Le séchage par atomisation est une technique qui comporte des risques qui doivent être évalués et maitrisés. La présence de poudre sèche finement divisée dans une atmosphère riche en oxygène en présence d’additifs organiques, voilà un mélange qu’il convient de bien étudier pour prévenir tout problème de sécurité. L’utilisation de nanopoudres et de solvants organiques dans de nombreuses compositions accroit de manière considérable ces risques. Afin de laisser place à la créativité tout en limitant les risques, il nous a semblé opportun de développer une infrastructure à la hauteur des défis futurs. Ces installations nous permettent de traiter une très large gamme de matériaux pour développer de nouvelles applications en respectant la nature sans rejet de solvant. Avec ces installations uniques, nous repoussons les limites de la mise en forme et du traitement des poudres.
Travailler avec des poudres sensibles à l’oxygène et à l’eau, quelles sont les mesures à prendre ?
Plus une poudre est finement divisée et plus sa réactivité avec son environnement est accrue. Ces échanges sont accélérés par la surface de contact (surface spécifique) qui est démultipliée par la réduction de taille. Le cas est particulièrement vrai pour les nanopoudres. Plus spécifiquement, les nanopoudres métalliques réagissent violemment avec l’oxygène et surtout l’eau pour dégager de l’hydrogène.
Pour travailler ce type de matériaux, nous évaluons premièrement leur réactivité à l’air et en présence d’eau. Nos outils d’analyses nous permettent ainsi de déterminer de manière précise les températures d’oxydation, d’ignition, de fusion ainsi que le contenu énergétique de ces matériaux avant toute mise en forme par atomisation. Deuxièmement, nous évaluons le comportement de la formulation contenant le matériau avant et après séchage. Sur base des informations recueillies, nous adaptons nos protocoles de manipulation pour garantir la sécurité des opérateurs et des installations. Pour éviter toute dégradation du produit obtenu après traitement, ce dernier est stocké dans un lieu sécurisé sous atmosphère inerte. Notre laboratoire ATEX est spécifiquement équipé (sol conducteur, mobilier et EPI adaptés, …) et le personnel formé de façon à pouvoir travailler – dans les conditions optimales de sécurité – les matériaux sensibles à la décharge.
Quels types de matériaux peuvent être spray-drayés avec ce type d’équipement ?
Cette unité d’atomisation unique permet de traiter des suspensions ou solutions organiques en toute sécurité. En effet, nous pouvons contrôler de manière précise le taux d’oxygène dans l’installation, ce qui permet de travailler sous les limites d’explosivité de la plupart des solvants organiques. Cette particularité permet ainsi de mettre en forme dans cette installation des polymères qui ne peuvent être solubilisés que dans des solvants organiques. Cette perspective ouvre évidemment la porte à l’utilisation de polymères particuliers qui peuvent être utilisés comme barrière de protection pour le recouvrement de particules.
Cet équipement permet également de travailler avec des poudres ou nanopoudres métalliques très réactionnelles comme l’aluminium, le magnésium, le manganèse, le zinc, le silicium ou encore des alliages. Ces matériaux ne peuvent être dispersés dans l’eau afin d’éviter leur oxydation. L’atomisation permet d’agglomérer, de recouvrir ou d’homogénéiser des particules métalliques pour permettre leur utilisation dans des applications spécifiques telles que l’additive manufacturing.
Enfin, l’atomisation en conditions ATEX permet aussi de mettre en forme des molécules thérapeutiques liposolubles (Active Pharmaceutical Ingredient – API). Ces molécules doivent être solubilisées dans un solvant organique et ensuite mises en forme à basse température pour éviter toute dégradation thermique. La mise en forme par atomisation permet de réaliser des particules microniques homogènes multicomposants et des particules encapsulées pour protéger le principe actif et ainsi favoriser un relargage contrôlé.
