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LE PLASTIQUE

Sommaire

I - PrésentationII - Procédés de fabricationIII - Polymérisation - Mise en forme

• Thermoplastique• Thermodurcissable• Bioplastique

IV -Réglementation & normesV - RecyclageVI - Sources

I. PRÉSENTATION : HISTOIRE A . Chimistes et inventeurs

Dès le départ de l’ère industrielle, chimistes et inventeurs cherchent à créer de nouveaux matériaux synthétiques à partir de ressources naturelles. Leurs résultat sera souvent aléatoire.

Présentation de la parkesine par

l’anglais Alexander Parkes.

Les frères Hyatt inventent le Celluloïd

première matière plastique artificielle.

1862 1869

1907

Invention par Léo Baekeland, appelée

Bakélite, entrainant une véritable révolution.

B. Industrie

Le départ de l’ère industrielle, chimistes et inventeurs cherchent à créer de nouveaux matériaux synthétiques à partir de ressources naturelles. Leurs résultat sera souvent aléatoire

1926

Benjamin Franklin Goodrich, parvient à plastifier le PVC solide grâce à des additifs

Obtention du polyéthylène par des

ingénieurs anglais

1933

Le plexiglas remplace le verre

Otto Bayer synthétise les premiers polyuréthanes,

aussi appelés polycarbamates

1937 1934

Découverte du polystyrène par Ray

Mc IntireCréation de la première fibre

polyamide, le Nylon

1938 1944

I. PRÉSENTATION : HISTOIRE

C . Expansion du plastique

Lors de la seconde Guerre Mondiale, les industriels cherchent par tous les moyens d’améliorer la fabrication des matières plastiques pour les rendre plus performantes. Les plastiques intègrent par la suite la société de consommation

Production par les chimistes allemands

Schnell, Bottenbruch et Krimm du laboratoire Bayer

d’un Polycarbonate commercialisable

1953

1954

Découverte du polypropylène, par Giulio Natta. Grâce à un

nouveau procédé de fabrication.

I. PRÉSENTATION : HISTOIRE

Depuis son apparition, le plastique n’a cessé d’évoluer dans l’utilisation que nous en faisons. En effet, c’est devenu un acteur quotidien de notre vie, on le retrouve dans la plupart de nos objets de tous les jours, et dans tous les secteurs d’activité de notre société

Vêtements et textiles : Sous vêtements en nylon Pulls en acrylique Blouson et manteaux en similicuir Imperméables en nylon

Maroquinerie et chaussures :Sac, valises en similicuir Chaussures en similicuir Chaussures de ski

Loisirs : Jouets pour enfantSkiOutils de pêche

Articles ménagers : Poubelles Vaisselle incassable...

Emballage : Alimentaire (bouteilles, pot de yaourt...)Industriel (Emballage de pièces, sachets…)Transport : Citernes routières Caisses de camionsTapis de voitures

I. PRÉSENTATION : UTILISATION

Industrie chimique : revêtement de cuves cuves de stockage

Bâtiment : Revêtement de sol et dallesToiturePeinturesFaux plafonds Rampes d’escaliers

Agriculture : Tubes d’irrigation et de drainage Bacs à fleurs Bancs de jardin

Hygiène : Seringues stériles Tubes pour transfusions Lingettes désinfectantes en polyesterPoche de sang

I. PRÉSENTATION : UTILISATION

Ameublement :Matelas en mousse polyester Tapis, coussins doublés de mousseHabillage de fauteuils, divans etc

Comparaison de la présence du plastique entres deux salles de classe d’hier à aujourd’hui

II. La fabrication des polymères plastique

Le raffinage du pétrole :-Séparation par distillation des différents constituants

- Plusieurs produits sont recueillis:-Gaz- Naphta- Super- Kérosène- Gazole- Fioul domestique- Fioul lourd

II. La fabrication des polymères plastique

Le vapocraquage: -Le naphta est ensuite transformé par vapocraquage.

- Le vapocraquage fractionne les hydrocarbures en différents

hydrocarbures de plus faibles tailles:

- l’éthylène

- le propylène

- le benzène

- les styrènes, …

III. La polymérisation● La polymérisation consiste à assembler les monomères à une pression et une température

fixée,pour former une longue chaîne avec des liaisons covalentes entre les molécules de

monomères, cette chaîne se nomme polymère.

● Il se forme ainsi des molécules de très grandes tailles comme le polyéthylène, le polypropylène

et le polystyrène.

Exemple du polystyrène

● C’est ce que l’on appelle des polymères

● Il y a deux grands types de polymérisation: Polycondensation et Polyaddition:

Les différentes familles des polymères

Un thermoplastique est un plastique qui a été moulé à chaud (au dessus du point de fusion) et il est

utilisé à froid.

Un thermodurcissable est un plastique qui a été moulé à chaud et a été réticulé à cette température.

Il ne pourra plus jamais changer d’état. Il devient résistant à la température.

Elles se présentent à l’état final sous forme de poudre ou de compounds

Utilisation industrielle:Les résines plastiques nécessitent, pour leur mise en œuvre et l'obtention de propriétés particulières,

l'adjonction d'additifs. Ceux-ci se classent en différentes “familles”: * une matrice polymère + des

adjuvants + des renforts

-Les stabilisants

-Les plastifiants:

-Les lubrifiants:

-Les charges:

-Les colorants et les

pigments

-Les ignifugeants:

-Les anti-UV et

antioxydant:

-Autres adjuvants:

Les anti-statique, les anti-UV,

antioxydant...

Moyens de mises en formes des différents plastiques

L'extrusion: dans un cylindre chauffé, une vis pousse la masse à mouler vers l’avant, la comprime, la ramollit et l’homogénéise. A l’avant du cylindre, une filière confère à la masse plastifiée la forme désirée. Cette technique est utilisée pour les produits comme les profilés, les tuyaux, les plaques et les feuilles.

Le calandrage: le PVC est chauffé et laminé entre deux ou plusieurs cylindres jusqu’à former une feuille continue. Ce procédé est surtout utilisé pour la fabrication de feuilles et de tissus enduits.

L'injection: la masse chauffée et ramollie dans le cylindre est poussée dans un moule.

Une fois le moule rempli, la pièce est éjectée. Cette technique permet de fabriquer des

objets de formes diverses : raccords, pièces électriques…

Le thermoformage: la technique consiste à emboutir une feuille chauffée par une forme.

Cette technique est utilisée pour fabriquer des gobelets, des feuilles d’emballages, des

pièces d'automobile ou des piscines.

+ & -

Les propriétés des matières plastiques sont :

- Légèreté (Masse volumique faible);

- Excellente capacité d'isolation thermique et électrique ;

- Résistance à la corrosion ;

- Excellence résistance aux chocs (certains plastiques sont incassables)

- Malléable

- Facilité à travailler/traiter

Inconvénient:- Mauvaise résistance au températures élevés

III. Les Thermoplastiques

Matières plastiques qui se ramollissent sous l'action de la chaleur et de manière réversible se durcissent en se

refroidissant. La plupart des emballages sont des thermoplastiques, ce qui permet de les recycler.

Polymères plus utilisés

Recyclable

Résistance aux chocs Grande liberté de design

Forme solide

Forme souple

Facilité de mise en oeuvre

SOLIDE LIQUIDE

Types de thermoplastique

s

Caractéristiques Exemple

Acrylonitrile butadiène styrène (ABS) Rigidité et légèreté

PVC Rigide, imperméabilité et résistant à l’acide

Polycarbonate (PC) Grande transparence et resistance aux chocs

Polypropylène (PP) Rigidité, souple et transparence

Polystyrène (PS) Légèreté et isolant thermique

Polyamide (PA) ou Nylon Résistance, imperméabilité, flexibilité et légèreté

Polyméthacrylate de méthyle (PMMA)

Résistance à la corrosion, aux rayons UV et légèreté

Polyéthylène (PE) Malléabilité et faible rigidité

Polyester (PET) Dureté, légèreté

III. Les thermodurcissables• Résistent à la chaleur.

• Ils peuvent égalements être mis en forme par compression.

• Finissent par être détruits sans fondre si on élève trop la

température.

• Plastiques qui ne sont pas recyclables mais valorisable énergétiquement.

• Exemples

- Polyuréthane (mousse pour les sièges et appuies têtes ou tableaux de bords de voitures,...)

- Formica (surfaces de plan de travail, meubles)

- Bakélite (isolants thermiques, poignées de casseroles)

- Polyester insaturés(coque de bateaux, toitures, carrosseries d’automobile,...)

- Polyépoxydes (pâles d’hélicoptères, colles et adhésifs)

III. Le BioplastiqueIssu de ressources renouvelables (maïs, pomme de terre, blé, huiles végétales, algues...), l'amidon constitue la matière première initiale et majeure des bioplastiques. Associée ou non à une part fossile de nouveaux polymères biodégradables issus de la recherche récente, la réorganisation des chaînes d'amidon donne naissance à des résines bioplastiques qui peuvent être mises en œuvre industriellement grâce aux différents procédés de plasturgie existants : extrusion, injection, soufflage, thermoformage... Cette nouvelle génération de plastiques trouve sa place dans de nombreuses applications: emballages alimentaires et non alimentaires en premier lieu, mais aussi produits d'hygiène, accessoires agricoles ou automobiles, impression 3D...

III. Le BioplastiqueEn effet les polymères classiques issus de la pétrochimie sont souvent utilisés dans des applications à faibles durées de vie; l'exemple le plus parlant étant le fameux sac plastique. Or cela va à l'encontre même du principe de durabilité. Par ailleurs, ces plastiques sont une source de pollution et de nuisance, ainsi qu'un danger pour la faune et la flore.

Le Bioplastique est une alternative renouvelable potentielle aux plastiques à base de pétrole.

● La fabrication de matières plastiques à base de pétrole nécessite environ 200.000 barils de pétrole par jour. Le passage aux Bioplastiques permettra d’être nettement moins dépendant au pétrole étranger.

● Lorsqu’ils se dégradent, les Bioplastiques 100 % végétaux sont non-toxiques pour l’environnement.

● Les Bioplastiques peuvent être recyclés.

Cycle de transformation

Biodégradable ou Bio-sourcé quelle différence ?

L'appellation du produit fini dépend des matières premières utilisées : Ex : Un sac plastique en amidon est biodégradable et bio-sourcé

Quelle matière pour quelle finalité ?

IV. RÉGLEMENTATION

• Ainsi, le décret prévoit :• - que les sacs de caisse à usage unique devront disparaître complètement à partir du

1er janvier 2016 au profit des sacs réutilisables, c'est à dire plus épais,• - que les sacs "fruits et légumes" à usage unique devront également disparaître à

compter du 1er janvier 2017.•

Le dispositif n'autorise pas l'utilisation de stocks.

Proposition de loi tendant à interdire le Bisphénol A dans les plastiques alimentaires

V. RECYCLAGE : TRIE

Programme Eco-Emballages

Tidy man

Boucle de Moebius

MATÉRIAUX TEMPS DE DÉGRADATION

bouteille en plastique 400 / 500 ans

bouteille PLA moins de 6 mois

Sac en amidon 3 semaines à 2 mois

V. Danger

V. RECYCLAGE : Projet •Boyan Slat octobre 2012 TEDS 2014 50 ingénieurs⇒ ⇒

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