Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
NOTE DE L'ÉDITEUR
Dernières mises à jour (ajouts apportés par la société Imerys) :
Section 2.4 : Principales applications
1er paragraphe : Le carbonate naturel est presque toujours utilisé en grande quantité (jusqu’à 70 à 80 % en masse) au sein des formulations afin d’en réduire le coût tout en améliorant la processabilité et apporter des caractéristiques mécaniques et optiques (ex: respirabilité dans les films), alors que le carbonate précipité est le plus souvent utilisé à des teneurs de l'ordre de 10 % (ou 5 à 10 pcr) dans les polymères et à raison de 40 à 60 % dans les mastics.
2e paragraphe, alinéa 4 : - dans le domaine des polymères, le CCN est utilisé principalement pour ses propriétés optiques et mécaniques (exemples : Profilés en PVC/PP/PE ainsi que dans les sols vinyles et dans de nombreuses autres applications - il est un élément clef pour la respirabilité des films - exemple: films respirables en polyéthylène qui contiennent jusqu'à 50% de CCN). Dans le domaine des PVC, le CCP améliore la processabilité en contrôlant la gélification. Il réduit aussi significativement les dépôts sur la filière lors de l'extrusion des profilés PVC (plate out). Le carbonate de calcium précipité confère à moindre coût un excellent fini de surface et les propriétés mécaniques (choc à froid principalement) requises par les normes de l'industrie de la construction.
Section 4 : Conclusion
Les développements futurs des carbonates de calcium naturels et précipités (nouvelles morphologies, nouvelles fonctionnalisations, amélioration de la qualité) permettront d'augmenter leurs domaines d'application, comme celui des films: afin de réduire les défauts ou de réduire leur épaisseur ; des mastics polyuréthanne: où seules d'infimes traces d'eau sont tolérées ; ou encore celui de formulations plastisols : dont la mise en œuvre nécessite une très faible viscosité sous fort cisaillement et une très haute viscosité sous faible cisaillement. Leur caractère multifonctionnel est déjà bien établi, et permet d'envisager la substitution de charges minérales hautes performances, telles que la silice, de stabilisants composés d'éléments métalliques ou encore de composés organiques, tels que des agents polymériques chocs. Les principaux avantages des substitutions sont la diminution du coût global des formulations, et l’utilisation de composés ayant une image plus positive vis-à-vis de l’environnement
RÉSUMÉ
Le carbonate de calcium (CaCO3) est l’un des minéraux les plus abondants à la surface du globe ; on le trouve sous un très grand nombre de formes : calcaire massif, craie, marbre ... Naturelle ou précipitée, cette charge minérale est la plus répandue dans l’industrie des matières plastiques. Elle est utilisée dans des domaines tels que l’industrie du bâtiment, l’industrie automobile et dans la vie quotidienne. Les différentes méthodes de production donnent accès à une large gamme de morphologies, et permettent de conférer de nombreuses fonctionnalités au carbonate de calcium.
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Calcium carbonate (CaCO3) is one of the most abundant mineral on the surface of the globe. It can be found in a great variety of forms: massive limestone, chalk, marmor…Whether natural or precipitated, this mineral load is the most widely used in the industry of plastic materials. It is used in sectors such as the building industry, the automobile industry and everyday life. The various production methods give access to a wide range of morphologies and impart numerous features to calcium carbonate.
Auteur(s)
-
Karine CAVALIER : Ingénieur matériaux, Docteur ès sciences physiques (spécialité : milieux denses et matériaux) - Responsable recherche pour les applications plastisols, adhésifs, mastics et polymères au sein de la Strategic Business Unit : Advanced Functional Fillers – SOLVAY
INTRODUCTION
Le carbonate de calcium (CaCO3) est l’un des minéraux les plus abondants à la surface du globe ; on le trouve sous un très grand nombre de formes : calcaire massif, craie, marbre ...
Naturelle ou précipitée, cette charge minérale est la plus répandue dans l’industrie des matières plastiques. Elle est utilisée dans des domaines tels que l’industrie du bâtiment (peintures, mastics, PVC rigides), l’industrie automobile (plastisols pour calage et protection antigravillonnaire, mastics d’étanchéité) et dans la vie quotidienne (papier, encres d’imprimerie, pharmacie et parapharmacie, cosmétique, alimentaire). Les différentes méthodes de production donnent accès à une large gamme de morphologies, et elles permettent de conférer un grand nombre de fonctionnalités au carbonate de calcium. Pour ce, en regard des applications visées, des traitements de surface spécifiques sont appliqués.
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3. Fonctionnalisation des CCP dans les nanocomposites thermoplastiques
Dans les paragraphes qui suivent, nous allons nous intéresser aux CCP SOCAL® et Winnofil®.
3.1 Impact du CCP sur les performances du polychlorure de vinyle (PVC)
Le PVC est le second thermoplastique le plus utilisé après le PE de par son rapport qualité / prix extrêmement performant, la diversité des propriétés qu’il confère, et sa durabilité. Deux voies de synthèse sont utilisées : processus en émulsion ou en suspension. Le PVC est de structure amorphe et ne présente donc pas de point de fusion défini. Néanmoins, des modifications notables de comportement sont enregistrées aux environs de 170 ˚C.
On peut distinguer trois types de formulations PVC :
-
PVC rigide, formulé à l’état sec (dry blend ), au moyen d’une résine de masse moléculaire faible ou moyenne ;
-
PVC souple, comportant une résine PVC à masse moléculaire moyenne ou élevée combinée à un plastifiant ;
-
plastisol PVC, formulé également au moyen de plastifiant afin de conférer de la souplesse au matériau considéré.
La principale application du PVC se trouve dans le secteur de la construction, dans lequel il représente 65 % des matières plastiques utilisées, phénomène lié à sa durée de vie qui est supérieure à 40 ans.
Les principaux articles produits en PVC rigide sont les tuyaux et tubes, pour drainage et usages basse pression, les profilés de fenêtres, les châssis, les gouttières.
Pour les PVC souples, on peut citer les gaines de câbles électriques, les films et feuilles commercialisées pour les emballages alimentaires et les applications médicales.
Quant aux plastisols PVC, ils sont utilisés de façon commune pour la production de revêtements de sol, car ils permettent d’obtenir des surfaces bon marché, faciles à nettoyer et sont donc particulièrement pratiques pour les cuisines, les salles de bains, les salles de jeux ou les chambres pour enfants. Ils sont aussi utilisés pour des applications grand public (bureaux, salles de réunion, gymnases, transports en commun...). Les revêtements de sol PVC sont faits à base de PVC plastifié associé à un agent gonflant. Dans le domaine de l’automobile, les revêtements pour les bas de caisses de voitures sont également des plastisols PVC.
Le PVC ne peut pas se mettre en forme seul...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LEBRUN (P.), LE CLEAC’H (J.M.), CESBRON (F.) - Calcite - . chap. 7, Minéraux et Fossiles, hors série no 7 (1998).
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(2) - SHAIKH (A.M.) - New crystal growth form of vaterite, CaCO3 - . J. Appl. Cryst., 23, 1A, p. 263-265 (1990).
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(3) - MATSUSHITA (I.), HAMADA (Y.), MORIGA (T.), ASHIDA (T.), NAKABAYASHI (I.) - Synthesis of vaterite by carbonation process in aqueous system - . J. Ceram. Soc. Jpn., 104, p. 1088-1091 (1996).
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(4) - BROOKS (R.), CLARK (L.M.), THURSTON (E.F.) - The calcium carbonate and its hydrates - . Phil. Trans. Roy. Soc. London, Ser. A : Math. Phys. Sci., 243, A 861, p. 145-167 (1950).
-
(5) - GACHE (N.) - Rôle des formes hydratées du carbonate de calcium dans la rupture de l’état métastable des solutions sursaturées - . Thèse de doctorat, Université de Montpellier II (1998).
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