Thermoplastiques


 REPÈRES TECHNICO-ÉCONOMIQUES 

 

Prix en F/kg

tp

td

Grande diffusion

< 10

PE, PP, PS, PVC

PF, MF

Gamme moyenne

 

ABS, PMMA, PUR

PUR, UP

Techniques

20< X <40

PA, PC, POM

UP

Haute performances

> 50

Résines fluorées
PTFE, PTCFE, PVDF, PPS polysulfones

SI, SP (polyimides)

La famille des STYRÉNIQUES

Présentation :

Il semble que le POLYSTYRÈNE ait été obtenu dès 1839, par polymérisation du styrène.
Sa première fabrication industrielle est réalisée en 1935 par I.G. Farben (Allemagne).
C'est le troisième thermoplastique, en importance, par son tonnage.
Son symbole international est PS et sa formule chimique :   (CH2 -CH - C6H5)n .
Densité : 1,04
Il est utilisé en homopolymère, mais également des copolymères très variés :
si on lui associe du caoutchouc butadiène,  c'est le SB
si en plus on lui ajoute de l'acrylonitrile, on obtient l' ABS (polyAcrylonitrile-Butadiène-Styrène).
Il est également produit en allégé, et en mousse expansée (symbole PSE).

 

Avantages :

transparent et facile à colorer ;
résiste aux rayons X, aux huiles et aux graisses ;
rigide et relativement dur ;
peu onéreux.

Inconvénients :

cassant ;
sensible aux solvants.

Applications :

jouets et bimbeloterie ;
pots alimentaires ;
étuis d'emballage ;
etc.

 

La famille des POLYOLÉFINES

Le POLYÉTHYLÈNE

Présentation :

Il a été découvert en 1933, par les chimistes britanniques E. Fawcet  et R. Gibson.
Sa première fabrication industrielle date de 1939.
Son symbole international est PE et sa formule chimique :   (CH2 -CH2)n .
Faible densité : 0,91 à 0,96.
On peut distinguer deux variétés :
le Polyéthylène BASSE DENSITÉ, symbolisé par bd, obtenu par le procédé haute pression en comprimant l'éthylène gazeux entre 1 000 et 3 000 bars à une température de 150 à 300°C (selon les procédés).
Densité : 0,91 à 0,94.
 le Polyéthylène HAUTE DENSITÉ, symbolisé par hd, obtenu par le procédé basse pression (10 à 30 bars, à une température de 50 à 150°C ) en présence d'un catalyseur appelé "de Ziegler et Natta" (du nom de leurs inventeurs qui ont obtenus le prix Nobel de chimie en 1963).
Densité : 0,94 à 0,96.

 Schéma d'une installation de fabrication de polyéthylène :

Avantages :

résiste aux solvants, aux rayons X, aux huiles et aux graisses ;
relativement mou, il résiste aux chocs ;
très peu perméable à l'eau ;
meilleure tenue en température que le PE.

Inconvénients :

perméable aux gaz.

Applications :

à l'état de films :
sacs pour : emballage, sortie de caisse, poubelles ...
bâches : de protection, pour serres ...
en objets confectionnés :
flaconnages et bouteilles souples, matériels de laboratoire, cuves ...
jouets, coques de bateaux, planches à voile ...
tuyaux et canalisations ...
gainage de câbles électriques ;
etc.

 

Le POLYPROPYLÈNE

Présentation :

Il a été mis au point en 1957, par MONTECATINI (Italie).
Son symbole international est PP et sa formule chimique :   (CH2 -CH - CH3)n .
Faible densité : 0,90

Avantages :

bonne inertie chimique (résiste aux solvants, aux rayons X, aux huiles et aux graisses) ;
relativement rigide, il résiste aux chocs ;
excellentes propriétés en fatigue de flexion (usages de charnières) ;
très peu perméable à l'eau ;
bonne tenue en température (meilleure que le PE),
qualité alimentaire.

Inconvénients :

sensible aux rayons Ultra-Violets en présence d'oxygène
collage difficile, voire impossible ;
formage difficile.

Applications :

à l'état de films :
emballages alimentaires et sacherie ...
bâches ...
en objets confectionnés :
boîtes, flaconnages et bouteilles souples, matériels de laboratoire, cuves ...
articles ménagers et médicaux (stérilisables) ...
etc.
ficelles et cordages ...

 

La famille des VINYLIQUES

Le POLYCHLORURE DE VINYLE

Présentation :

Il a été découvert en 1838 par le physicien français Victor Regnault.
Le procédé de fabrication a été mis au point  par le chimiste allemand Fritz Klatte.
Première production industrielle en 1939, par I.G. FARBEN (Allemagne).
Son symbole international est PVC et sa formule chimique :   (Cl-CH -CH2)n .
Densité : .

Avantages :

PVC rigide PVC souple
bonne rigidité jusqu'à 70 )C ;
bonne stabilité dimensionnelle ;
bonne tenue chimique ;
apte au contact alimentaire ;
auto-extinguibilité.
souplesse ;
utilisable à basse température.

Inconvénients :

PVC rigide PVC souple
fragilité aux basses températures ;
pollution lors de l'incinération (dégagement de chlore) ;
sensibilité aux UV
tenue chimique moins bonne ;
inapte au contact alimentaire.

Applications :

bouteilles (eau "plate") ...
tuyauteries et canalisations (alimentation et évacuation d'eau, drainage ...)
dans le bâtiment : gouttières, plinthes, profilés de fenêtre et clôture, revêtement de sols ...
électricité : câblerie, gaines, goulottes ...
etc.

Schéma d'une installation de fabrication de polychlorure de vinyle :

 

 Les PLASTIQUES TECHNIQUES 

 ou "les 5 grands" (big five) 

Les POLYAMIDES

Présentation :

Il a été découvert en 
Première production industrielle en 
Densités : 1,14 (PA 6) ; 1,09 (PA 6-10 et PA 11) ; 1,01 (PA 12).
Son symbole international est PA auquel on ajoute un nombre pour en préciser le type.
Sa formule chimique : 

Avantages :

bonne propriétés mécaniques :
en traction ;
fatigue faible ;
résistance à l'abrasion (coussinets)
bonne stabilité dimensionnelle ;
bonne tenue chimique, surtout aux hydrocarbures ;
bonne tenue en température ;
bonne isolation électrique ;
apte au contact alimentaire ;
auto-extinguibilité ;
souplesse ;
utilisable à basse température.

Inconvénients :

mauvaise tenue en eau bouillante aérée (brassée) ;
propriétés altérées en ambiance humide ;
mise en oeuvre compliquée :
étuvage indispensable ;
plage de fusion étroite.

Applications :

Engrenages, bielles, coussinets, cordons de cerclage ...
capots : matériel électroménager ;
interrupteurs, prises de courant, supports de bobinage ...
matériel médical

 

Les POLYCARBONATES

Présentation :

Il a été découvert en 
Le procédé de fabrication 
Première production industrielle en 
Densité : 1,24.
Son symbole international est PC 
Sa formule chimique : 

Avantages :

résiste à 
x

Inconvénients :

po
x

Applications :

bo

 

Le POLYOXYMÉTHYLÈNE    ou POLYACÉTAL

Présentation :

Il a été découvert en 
Le procédé de fabrication 
Première production industrielle en 1
Densité : 1,41.
Son symbole international est POM 
Sa formule chimique : 

Avantages :

résiste à 
x

Inconvénients :

po
x

Applications :

bo

 

Le POLYOXYDE de PHÉNYNE

Présentation :

Il a été découvert en 
Le procédé de fabrication 
Première production industrielle en 1
Densité : 1,06.
Son symbole international est PPO 
Sa formule chimique : 

Avantages :

résiste à 
x

Inconvénients :

po
x

Applications :

bo

 

Les POLYESTERS SATURÉS

Présentation :

Il a été découvert en 
Le procédé de fabrication 
Première production industrielle en 1
Densité : 1,31 à 1,34.
Leurs symboles internationaux sont PET  et PBT (on trouve quelquefois PETP et PBTP)
La formule chimique du PET : 

Avantages :

résiste à 
x

Inconvénients :

po
x

Applications :

bo

 

 et quelques autres THERMOPLASTIQUES ...

 

Le POLYURETHANNE

Aussi appelé PUR fût découvert par Bayer en 1940 dans la république fédérale d'Allemagne.

 

Le POLYMETHACRYLATE de MÉTHYLE

Appelé aussi PMMA, il fût inventé en 1927 par RHÖM et HASS en Allemagne.
Ce matériau thermoplastique est utilisé parfois pour remplacer le verre.

Densité : 1,18.

Formule chimique : - (C ...] -