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Auteur(s)
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Philippe Marechal : Manager - Blown & cast film technical service - Mise à jour de l'article de Sandor FÜZESSÉRY
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Le polyéthylène basse densité radicalaire (PE-BD) fut découvert en Grande-Bretagne par la firme ICI juste avant la Seconde Guerre mondiale. Il fut d'abord utilisé pour l'isolation de câbles de radars. Vers 1950 commença le développement à grande échelle du polyéthylène basse densité. Ces polyéthylènes ont une masse volumique comprise entre 0,915 et 0,935 g/cm3 et sont fabriqués par des procédés polymérisant l'éthylène à haute pression. La polymérisation de l'éthylène suit alors les mécanismes de la chimie radicalaire. Ces polyéthylènes basse densité (PE-BD) sont dès lors parfois aussi appelés PE radicalaires ou PE haute pression.
À la fin des années soixante-dix, Union Carbide mit au point le polyéthylène basse densité linéaire (PE-BDL) obtenu par un procédé à basse pression avec des catalyseurs dits de type Ziegler-Natta. Les centres de production correspondants donnent une plus large gamme de produits que les unités travaillant à haute pression et permettent de produire des polyéthylènes de haute densité (PE-HD) (densité de 0,935 à 0,970), des PE-BDL (densité de 0,915 à 0,935) et voir même des polyéthylènes de très basse densité, les PE-tBDL.
Enfin, en 1993-1994, sont apparus sur le marché des PE-BDL fabriqués par ces procédés à basse pression, mais, à l'aide de nouveaux catalyseurs de type métallocène.
Les différents polyéthylènes basse densité (densité de 0,860 à 0,935) sont caractérisés par un module d'Young allant de 10 MPa à 500 MPa, par de bonnes propriétés diélectriques, par une faible perméabilité à la vapeur d'eau et une bonne résistance à la fissuration sous contrainte.
Les PE-BD et PE-BDL sont employés principalement pour l'emballage des aliments et de divers produits industriels, en câblerie, géomembranes, film d'étanchéité, et aussi sous forme de tuyaux ou pour la fabrication de mélanges maîtres.
Les applications en tant que films représentent environ 70 % en tonnage du marché total des polyéthylènes basse densité. Le PE-BD est également utilisé en extrusion couchage sur papier, carton ou feuille d'aluminium.
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3. Mise en œuvre
Les températures de mise en œuvre propres au PE-BD sont rassemblées dans le 7.
Le lecteur pourra utilement se reporter aux dossiers spécialisés de la rubrique Plasturgie.
3.1 Extrusion en continu
3.1.1.1 Extrusion-gonflage de films
Une ligne d'extrusion-gonflage de films est composée d'une extrudeuse munie d'une tête d'équerre avec filière circulaire, d'un ou plusieurs anneaux de refroidissement par ventilation, de barreaux de guidage, de panneaux d'aplatissement, d'un poste de tirage de la gaine à plat et d'un enrouleur. La plupart des extrudeuses travaillent de bas en haut.
Les corrélations entre les variables d'extrusion et les qualités mécaniques et optiques du film sont complexes. Pour une installation d'extrusion donnée, les paramètres principaux sont les suivants :
-
débit-masse et température du polymère fondu,
-
vitesse de refroidissement ;
-
taux de déformation (longitudinal et transversal) du film.
Dans le procédé d'extrusion-gonflage, la gaine est toujours plus ou moins bi-orientée. En général, l'orientation de la matière en sens machine est plus importante que l'orientation en sens transverse. Cela vient du fait que l'étirage de la matière sortant de la filière est donné par le taux de gonflage de la bulle, lequel va de 1,5 :1 à 4 :1. En sens longitudinal par contre, le taux d'étirage est plus important, typiquement de 4 à 40.
Le refroidissement rapide du film fige en partie ces déformations de la matière. Ces dernières peuvent être libérées par un réchauffement du film au voisinage du point de ramollissement, et causent la rétraction du film. Cette propriété est exploitée pour les films rétractables. Dans ce dernier cas, comme l'effet mémoire du PE-BD est beaucoup plus marqué que celui du PE-BDL, c'est le PE-BD qui constitue la base des films thermorétractables.
Les PE-BD peuvent...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GAUTHIER (X.-V.) - Polyoléfines. La révolution des métallocènes et des nouveaux procédés de polymérisation. - Informations Chimie n 375 février 1996.
-
(2) - BOENIG (H.V.) - Polyolefins, structure and properties. - Elsevier 1966 et Polyolefine. – Carl Hanser Verlag 1976.
-
(3) - OSWIN (C.R.) - Plastic films and packaging - (Films plastiques et emballage). Applied Science Publ. 1975.
-
(4) - CARLOWITZ (B.) - Kunstoff-Tabellen – - (Tableaux des matières plastiques). Schiffmann Verlag 1978.
-
(5) - DUBOIS (P.) - Plastiques modernes. Tome II : Plasturgie. – - Masson 1963.
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Polyéthylène basse densité.
-
Polyéthylènes linéaires.
PlasticsEurope http//www.plasticseurope.org/
European Plastics Convertors http//www.plasticsconverters.eu/
European Chemical Industry Council http//www.cefic.org/
Plastic division of the American Chemistry Council http//www.americanchemistry.com/s plastics/index.asp
The society of polymer science in Japan http//www.spsj.or.jp/
Le groupe Français d'étude et d'application des polymères http//www.gfp.asso.fr/
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Réglement (UE) n˚ 10/2011 de la commission du 14 janvier 2011 concernant les matériaux et objets en matière plastique destinés à entrer en contact avec des denrées alimentaires.
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LyondellBasell http://www.lyondellbasell.com/index.htm
Borealis http://www.borealisgroup.com
Ineos http://www.ineos.com
Dow Chemical Company http://www.dow.com
Sabic ...
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