TPE SUR LES PLASTIQUES ET LES POLYMÈRES

« exposition à des températures élevées (100-200 •c) ou une mise en forme dans des conditions particulières.

Il s'agit des polyesters insaturés, du polyuréthane réticulé et de la bakélite.

Cette dernière fut la première résine thermodurcissable synthétique, utilisée à ses débuts dans la fabrication des appareils photographiques, radio, téléphones ...

UN PEU DE PHYSICO-CHIMIE C'est en réalité la composition chimique d'un polymère qui va déterminer ses propriétés physiques évoquées plus haut.

Les plastiques sont en fait des enchevêtrements de longues molécules de polymères, à la manière d'un plat de spaghetti.

Pour comprendre les propriétés d'un polymère, il suffit alors d'observer sa structure .

Ainsi, pour rendre un plastique résistant, il faut allonger les chaînes et les ramifier.

Pour les thermodurcissables, qui deviennent rigides quand on les chauffe , l'apport de chaleur provoque une réaction de «rét iculation » : les chaînes de polymères s'attachent entre elles pour former un grillage solide .

Pour «attacher>> les polymères entre eux, les chimistes ont recours à différentes astuces.

Par exemple, ils préparent dans un premier temps des polymères avec des branches encore potentiellement réactives et provoquent dans un deuxième temps une réaction entre ces extrémités pour qu'elles se lient.

Les thermoplastiques, eux, ont des chaînes indépendantes.

Quand on chauffe, on apporte de l'énergie qui met en mouvement les molécules de polymères.

Celles-ci glissent les unes sur les autres, ce qui rend le matériau visqueux .

MISE EN FORME DES MATIÈRES PLASTIQUES fini doté d'une forme et capable de remplir une fonction précise .

Le processus industriel de transformation du plastique va dépendre évidemment de sa nature , thermoplastique ou thermodurci ssab le.

Les thermoplastiques se présentent généra lement sous forme de poudre ou de paillettes à la sortie de l'usine qui les a synthétisés.

Au moment de la mise en forme, la matière est chauffée, ce qui la ramollit , puis malaxée par une «vis sans fin>> .

Elle peut alors subir différents types de transformation : injection, extrusion, thermoformage ...

Pour les thermodurcissables, leur transformation nécessite l'intermédiaire d 'une réaction chimique, déclenchée soit par le mélange de diffé rents produits, soit par un apport de chaleur.

La mise en forme se fait avant ou pendant le début de la réaction chimique.

Pour sa mise en œuvre, un thermodur cissab le peut se présenter sous forme de liquides, de pâtes , de granulés ou de poudres directement tran sformables.

Le démoulage de la pièce a lieu lorsque la réaction est terminée (le refroidissement de la pièce n'étant pas toujours indispensable dans ce cas).

INJECTION Avec cette technique, la matière plastique est injectée et dirigée dans un moule par une «vis sans fin».

En refroidi ssant le moule , la forme du plastique est figée.

Les pare-chocs, les EXTRUSION Il s'agit du procédé utilisé pour former des tuyaux ou des profilés.

Au lieu d'être injedée dans un moule à la sortie de la «Vis sans fin», la matière passe à travers une «filière >>.

CALANDRAGE Pour former des films plastiques, il faut étirer, étirer et étirer encore.

La matière plastique passe donc sous une série de rouleaux jusqu'à ce qu'on obtienne l'épaisseur souhaitée.

LE THERMOFORMAGE Cette technique permet de transformer une plaque de plastique, préalablement formée par calandrage, pour en faire un objet tridimensionnel.

C'est de cette façon que l'on fabrique les pots de yaourts , les plateaux-repas ou les masques.

Le principe est simple : la plaque de plastique est chauffée puis emboutie par un moule mâle qui va lui donner la forme attendue.

UTILISATIONS DES PLASTIQUES Le domaine d 'application des matières plastiques est de plus en plus vaste : 40 % des plastiques sont utilisés sous forme de plaques, feuilles , film s, tubes, tuyaux ou profilés ; 30 %, pour l'emballage de type flaconnage; 18 %, dans le bâtiment et les travaux publics ; 6 %, dans des pièces techniques (automobiles, électricité, électroménager) ; et 6 % dans les biens de consommation (ameublement, vêtements, chaussures) .

EMBALLAGE L'industrie de l'emballage est l'une des premières industries utilisatrices de matières plastiques.

Une grande partie ..-...---. .,., du polyéthylène basse densité (PEbd) est Créer des formes creuses, comme une commercialisée bouteille d'eau, nécessite une étape en rouleaux de À l'issue de l'étape de polymérisation et supplémentaire : une pré-forme est plastique de traitements par adjudants, les préparée par injedion, puis de l'air est transparent.

Le plastiques se présentent sous forme de soufflée dans cette sorte de ballon de polyéthylène granule s, de poudre ou sous forme baudruche .

La bouteille se retrouve haute densité liquide .

L'industrie plastique, encore projetée contre les parois du moule et ....

-..

a ....

(PEhd) est utilisé appelée plasturgie, a pour mission de garde sa forme définitive après pour certains films plastiques plus épais Le polypropylène , le polystyrène et le polychlorure de vinyle (PVC) sont présents dans d'autres plastiques d'emballage.

Le polypropylène , par exemple, constitue une barrière efficace contre la vapeur d'eau .

On l'utilise également dans l'équipement ménager , et sous forme fibreuse dans les tapis et les câbles .

INDUSTRIE DU BATIMENT L'industrie du bâtiment emploie un grand nombre de matières plastiques, notamment certaines des matières plastiques d'emballage précitées.

Comme le PEhd, le PVC est utilisé dans la fabrication des tuyaux.

Il est également employé sous forme de feuilles pour les matériaux de construction et d'isolation.

De nombreuses matières plastiques servent à l'isolation des câbles et des fils électriques .

D'autres produits en plastique entrent dans la composition des toitures, des cadres de portes et de fenêtres, des matériaux stratifiés, ainsi que dans certains moulages et outils de quincaillerie.

AUTRES APPLICATIONS On emploie certaines matières plastiques , particulièrement résistantes, dans la fabrication des véhicules, pour les tubes d'admission d'air , les conduifes de carburant, les pompes de carburant, etc.

D'autres plastiques sont employés dans les garnitures intérieures , les sièges et le capitonnage .

De nombreuses carrosseries de voitures sont en plastique renforcé par des fibres de verre.

Enfin, parmi les autres applications, on peut citer les châssis d'ordinateurs et d'appareils électroniques, les bagages, les jouets , etc.

UMU!imfijl tran sformer ces composés en un objet refroidissement du moule.

(socs poubelle et conteneurs).

Les thermodurcissables sont infusibles f-------...;_ ____ ,;__.

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_ _;_ _______ ;_ __ -1 et ne peuvent donc pas être recyclés Principe de l'extrusion vis sans fin conformateur à vide tireur couperet sous forme de matière première.

Leur valorisation se limite à l'incinération et, de façon très ponctuelle , à une utilisation comme charges dans les résines vierges.

Les thermodurcissables représentent 20 % du tonnage des déchets plastiques.

Les thermoplastiques , sous l'action de la chaleur, fondent et reprennent leur rigidité en refroidissant.

Cette propriété permet de les recycler sous forme de matière première.

Ils représentent 80 % du tonnage des déchets plastiques .

Il existe différentes façons de revaloriser un plastique : - la valorisation énergétique (86 %} : on brûle le polymère et on récupère l'énergie thermique; -le recycla ge chimique ( 7 %} : on défait le «collier » pour récupérer les monomères constitutifs du polymère ; - le recyclag e mécanique (7 %) : le plastique est refondu pour faire un nouveau matériau .

LA VALORISATION tNERGtTIQUE Cette méthode est la plus simple à mettre en œuvre.

Seulement, comme toute combustion de matière carbonée , elle émet du dioxyde de carbone, qui participe à l'intensification de l'effet de serre.

De plus, certains polymères contiennent des éléments nocifs.

La combustion du PVC par exemple dégage de l'acide chlorhydrique.

LE RECYCLAGE CHIMIQUE Le recyclage chimique consiste à décomposer les macromolécules constitutives des polymères en matières premières réutilisables.

Les matières plastiques sont dépolymérisées sous l'effet de la chaleur evou d 'un composé chimique .

Selon le procédé utilisé, la valorisation permet de revenir au monomère de départ ou aux produits pétrochimiques de base.

Ce mode de recyclage dépend de la réaction qui a permis la formation du polymère.

Certaines réadions chimiques sont faciles à inverser, d'autres non.

Ce processus fonctionne bien dans le cas du polyméthacrylate de méthyle (plexiglas) et des polyamides .

LE RECYCLAGE MtCANIQUE Le recyclage mécanique consiste à refondre la matière pour fabriquer des produits commercialisables .

Les déchets sont lavés, broyés puis directement transformés en produits finis ou bien en granulés alors commercialisés comme les granulés de résine vierge.

Le recyclage mécanique est extrêmement simple quand les plastiques sont constitués d'une seule résine.

Les déchets sont broyés puis ajoutés aux granulés de résine vierge avant la plastification.

Mais le recyclage pose des problèmes quand les plastiques sont de composition différente puisqu'ils ne sont généralement pas compatibles entre eux.

Les températures de transformation sont en effet différentes et le mélange de plusieurs plastiques entraîne une diminution de la qualité des caractéristiques mécaniques du produit final.

De plus, de nombreux emballages sont «multicouches>>, ils combinent plusieurs matériaux collés entre eux pour multiplier les propriétés de l'emballage comme les briques le lait par exemple : imperméables à l'eau , à l'air, résistant aux déchirures , etc.

ET LA BIODtGRADABILITt ? Si les plastiques étaient biodégradables, on ne pourrait plus les mettre en contact avec les aliments.

Des études sont en cours , notamment pour retraiter le polystyrène.

Cependant , la biodégradabilité n'est peut-être pas forcément une solution idéale car elle pourrait conforter les consommateurs dans leur habitude de jeter les plastiques dans la nature.. »