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Auteur(s)
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Alain BONDOUX : Ingénieur de l’École nationale supérieure des arts et industries textiles de Roubaix - Responsable des ventes pour la coloration des matières plastiques Ciba Spécialités Chimiques
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les polymères sont, par nature, dans leur grande majorité, peu ou pas colorés. Leur coloration doit satisfaire à des exigences très diverses :
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esthétique : tissus enduits, ameublement... ;
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technique : amélioration de certaines caractéristiques physiques du polymère ou protection contre la lumière visible ou les radiations ultraviolettes ;
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sécurité : signalisations fluorescentes des véhicules et des travaux routiers ;
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repérage : câblerie ;
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camouflage : armement.
Les matières colorantes se divisent en deux grands groupes définis par la norme DIN 55944.
1. Colorants : matière colorante sous forme de poudre ; de couleur ou noir ; « soluble » dans les solvants et les substrats.
2. Pigments : matière colorante sous forme de poudre ; de couleur, blanc ou noir ; « insoluble » dans les solvants et les substrats.
De ces définitions, il résulte que :
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les colorants étant par définition « solubles » auront une forte tendance à migrer ; les granulés, chips, colorants liquides et autres présentations sont des « préparations pigmentaires ou colorantes » ; dans certains polymères, des « colorants » sont insolubles et deviendront des « pigments ». Inversement, certains pigments pourront se stabiliser, par exemple à haute température dans les dérivés styréniques et se comporteront alors comme des colorants.
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Principaux types3. Mise en œuvre
3.1 Mise en œuvre des colorants
Ils sont incorporés très facilement par simple dissolution dans un solvant, un plastifiant ou dans le polymère fondu, avant transformation.
HAUT DE PAGE3.2 Mise en œuvre des pigments
Les pigments sont commercialisés sous forme d’un mélange de particules primaires, d’agrégats et d’agglomérats (figure 3) :
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les particules primaires sont de formes très diverses : sphères, parallélépipèdes, bâtonnets, aiguilles ;
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les agrégats sont des assemblages face à face de particules primaires présentant des interfaces non accessibles aux plastifiants ou aux liants ;
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les agglomérats sont des assemblages de particules primaires et d’agrégats par les arêtes et les sommets ; leurs surfaces intérieures sont accessibles aux plastifiants et aux liants.
Elle permet d’obtenir une coloration homogène, sans traînées ni particules visibles à l’œil nu, et de développer au maximum la force colorante des pigments. Cela est obtenu en réduisant la taille des agrégats et des agglomérats jusqu’à une dimension optimale des particules allant de 0,2 à 5 µm.
Les forces de Van der Waals et les forces électrostatiques qui provoquent la formation des agglomérats sont souvent très élevées et l’énergie nécessaire pour réaliser une bonne dispersion est considérable.
La dispersion des pigments peut être décomposée en 4 phases.
a) Mouillage
L’interface solide/air est remplacée par une interface solide/liquide. Selon la nature de la surface pigmentaire – hydrophile ou hydrophobe, polaire ou non polaire – et la nature du polymère, le mouillage s’effectue...
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