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Auteur(s)
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Pierre VERRIER : Ingénieur ENSIC (École Nationale Supérieure des Industries Chimiques) - Ancien « Research Associate », Exxon Chemical International - Bruxelles
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Les matières thermoplastiques ne sont que très rarement utilisées sans adjuvant. De fait, l’ensemble des propriétés recherchées pour l’objet fini requiert un savant dosage de produits d’addition à action spécifique. L’adjuvant qui augmente la souplesse du polymère est un plastifiant dont la définition donnée dans la norme ISO 472 (1988) Plastiques. Vocabulaire est la suivante.
Son action peut aussi se traduire par une réduction de la viscosité à l’état fondu, un abaissement de la température de transition vitreuse ou une diminution du module d’élasticité de l’objet plastifié.
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Théories de la plastification
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1. Généralités
1.1 PVC flexible
Près de 85 % des plastifiants sont utilisés pour la fabrication de PVC flexible (ou souple, ou plastifié). Historiquement, c’est grâce, entre autres, aux plastifiants que la mise en œuvre du PVC a été possible. On a constaté alors que la matière thermoplastique qui résulte de cette plastification externe (sans réaction chimique) conservait ses propriétés sur une très longue période ; on peut donc considérer, avec juste raison, le PVC flexible comme un matériau différent du PVC non plastifié dit PVC rigide . Puisque le PVC flexible résulte du mélange de deux constituants (l’un liquide, l’autre solide) en proportions très larges (de 20 à plus de 600 pcr de plastifiant), la gamme des souplesses obtenues est extrêmement étendue. Cela explique pourquoi les domaines d’utilisation sont nombreux et variés.
pcr : partie pour cent parties de résines (en masse).
Le tableau 1 résume la répartition des utilisations du PVC flexible en Europe en 1990, correspondant, en tonnage, à 35,4 % des PVC fabriqués avec ou sans plastifiant.
bien que le PVC flexible présente un rapport qualité / coût hautement compétitif pour la fabrication d’une quasi-infinité d’objets souples, il a cependant ses limites et on lui préfère des plastiques plus techniques pour des utilisations de haut de gamme (PE pour de grandes performances en isolation électrique) ou très spécifiques (PE-LLD pour film des sacs de supermarché).
PE-LLD : polyéthylène linéaire basse densité.
Le concept de plastification d’un solide par un liquide est vieux comme le monde (argile + eau) et a été utilisé avec les premières matières plastiques de synthèse.
Certains composés chimiques (les esters d’alkyle) utilisés comme plastifiants pour des plastiques spécifiques (esters de cellulose) se sont révélés très efficaces pour d’autres polymères d’usage plus universel (essentiellement le PVC). Simultanément, les matières premières et les méthodes de fabrication de ces plastifiants se sont révélées très économiques.
La disponibilité en grandes quantités, ainsi que le coût des matières...
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Généralités
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - SEARS (J.K.), DARBY (J.R.) - The technology of plasticizers. - Willey & Sons Ed., 1 166 p. (ouvrage encyclopédique donnant près de 1 500 références sur 240 p. et décrivant les propriétés physiques de l’ensemble des plastifiants utilisés aujourd’hui et les propriétés des produits plastifiés) (1982).
-
(2) - NASS (L.I.), HEIBERGER (C.A.) - Encyclopedia of PVC. - Marcel Dekker Inc. Ed., Vol. 2 , Chapitre 3 : KRAUSKOPF (L.G.). – Plasticizers : types, properties and performance (311 réf.) (1988).
NORMES
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Plastiques et ébonite. Détermination de la dureté par pénétration au moyen d’un duromètre (Dureté Shore) (indice de classement : T 51-109). - NF ISO 868 - 9-86
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Plastiques. Détermination de la rigidité en torsion des plastiques souples. Partie 1 : Méthode générale (indice de classement : T 51-102). - NF ISO 458 /1 - 9-86
1 Principaux fournisseurs de phtalates (et leurs marques commerciales)
BASF AG (Palatinol ) – BASF (Cie française).
Exxon Chemical Co. (Jayflex ) – Exxon Chemical France.
Hüls AG (Vestinol ) – Hüls France.
ICI Ltd (Hexaplast ) – ICI France SA .
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