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.

The growing volume of plastics derived from electronic waste (e-waste) underscores the imperative for environmentally sustainable strategies for the management of this waste. In light of the paramount importance of this issue, a pilot demonstrator for the decontamination of polymers containing Brominated Flame Retardants (BFRs) has been developed. The objective is to investigate the potential for decontaminating BFR-containing polymers from e-waste via UV-visible irradiation using a rotatory laboratory pilot operating under primary vacuum conditions. This report focuses on binary model blends composed of 90 weight% (wt%) poly(Acrylo-Butadiene-Styrene) (ABS) pellets and 10 wt% Deca-Bromo-Diphenyl Ether (DBDE), which is one of the most toxic BFRs. The efficiency of the irradiation process was evaluated as a function of pellet diameter and irradiation time using Fourier Transform InfraRed spectroscopy (FTIR) and High-Resolution Laser Desorption/Ionization Mass Spectroscopy (HR-LDI-MS). As a consequence, ABS + DBDE achieved a decontamination efficiency of 97% when irradiated with pellets of less than 1 mm in diameter for a period of 4 h. Additionally, the thermal behavior of the irradiated samples was investigated through thermogravimetric analysis and differential scanning calorimetry. It was thus established that the application of UV-visible irradiation had no significant impact on the overall thermal properties of ABS.

La gestion durable des déchets plastiques issus des équipements électriques et électroniques (DEEE), en particulier ceux contenant des retardateurs de flamme bromés (RFB), représente un défi environnemental et technologique majeur. Face aux limitations des règlementations européennes 2012/19/EU, aux risques sanitaires ainsi que les pertes économiques conséquentes liés à l'incinération, cette thèse explore le développement de procédés physiques innovants pour la décontamination et la valorisation de ces plastiques. Deux approches principales ont été étudiées : l'irradiation par faisceau d'électrons (E-beam) et l'irradiation UV-visible sous vide primaire. Un pilote semi-industriel a été conçu pour traiter des granulés de polymères techniques dopés en RFB, tandis qu'une seconde étude a été effectué sur des films minces soumis à l'irradiation E-beam dans une machine de laboratoire. Les analyses structurales, thermiques et mécaniques démontrent une dégradation efficace des RFB, avec une préservation des propriétés fonctionnelles des polymères, rendant possible leur réintégration dans des cycles industriels.L'étude met également en lumière les avantages environnementaux et économiques de ces procédés, qui permettent de réduire les coûts de traitement, d'éviter la production de sous-produits toxiques et de favoriser l'économie circulaire. Les résultats obtenus ouvrent la voie à une gestion plus sûre, durable et rentable des déchets plastiques bromés, en réponse aux exigences réglementaires et aux enjeux de transition écologique.