Bibliographie & annexes
Présentation
NOTE DE L'ÉDITEUR
La norme ISO 75-1 d'avril 2013 citée dans cet article a été remplacée par la norme ISO 75-1(T51-005-1) : Plastiques - Détermination de la température de fléchissement sous charge - Partie 1 : Méthode d'essai générale (Révision 2020)
Pour en savoir plus, consultez les bulletins de veille normative VN2002 (Mars 2020) et VN2003 (Avril 2020).
RÉSUMÉ
Les rayonnements ionisants, initialement développés pour la stérilisation du matériel et la conservation de produits alimentaires, ont également donné lieu au développement de la chimie sous rayonnement, par formation de radicaux libres. Appliqués principalement aux polymères, ces traitements de polymérisations, de polyadditions, de coupures de chaîne, aboutissent notamment à des applications de dégradation et de réticulation des plastiques, ainsi que de greffage sur polymères. Cet article décrit les traitements industriels associés à ces modifications : la radioréticulation étant aujourd’hui la plus appliquée et le radiogreffage en plein développement.
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les rayonnements ionisants (électrons accélérés et rayons gamma γ – émis par une source de 60Co ou de 137Cs) ont été développés industriellement dès les années 1960 pour la stérilisation de matériel médico-chirurgical et la conservation de produits agroalimentaires.
Ils ont parallèlement donné lieu au développement de la chimie sous rayonnement, de type radicalaire, appliquée principalement aux polymères. En déclenchant un processus chimique de formation de radicaux libres, les rayonnements ionisants peuvent ensuite amorcer un certain nombre de réactions chimiques telles que des coupures de chaînes, des polyadditions, des polymérisations, etc., qui peuvent donner lieu à diverses applications, dont les principales sont :
-
la dégradation de plastiques (notamment pour améliorer leur recyclabilité ;
-
la réticulation de plastiques, de bois imprégné de résine ;
-
le greffage sur polymères.
Le traitement par rayonnement des matières plastiques était limité jusqu'ici à quelques applications : la fabrication du caoutchouc, du câble et du tube réticulés (tube pour le chauffage par le sol) ainsi que de la gaine thermorétractable. Il était essentiellement mis en œuvre avec des accélérateurs d'électrons de faibles énergies (0,1 MeV à 3 MeV), permettant uniquement des traitements en surface (limités à quelques millimètres de profondeur).
Les accélérateurs d'électrons de haute énergie (10 MeV) et les installations Gamma (fort pouvoir de pénétration du rayonnement) développés depuis, sont adaptés pour des traitements sur des épaisseurs beaucoup plus importantes allant de la taille d'un carton (plusieurs centimètres) à celle d'une palette (1 m), permettant ainsi le traitement de produits directement dans leur emballage.
Ce sont les traitements industriels réalisés sur plastiques au moyen de tels équipements qui sont décrits dans ce dossier, tant du point de vue de leurs effets que de leur mise en œuvre industrielle et de leurs applications.
La réticulation des plastiques et le greffage par les rayonnements ionisants (appelés encore respectivement radioréticulation et radiogreffage) sont plus particulièrement approfondis ici. En effet, la radioréticulation est aujourd'hui la plus appliquée et le radiogreffage, qui suscite de plus en plus d'intérêt par la multiplicité de ses applications, donne lieu à de plus en plus de développements.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de avr. 2002 par Sophie ROUIF
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Action des rayonnements ionisants sur les polymères4. Conclusion
Le traitement par les rayonnements ionisants est de plus en plus utilisé pour modifier les matériaux polymères.
De plus, les aspects pratiques du radiotraitement – sur des petites comme des grandes séries – permettent d'appliquer la technologie à des produits volumineux, voire en vrac, ou à des pièces moulées, alors qu'elle restait limitée jusqu'au début des années 1990 à des produits présentés en longueur dans les secteurs du câble, du tube, de la gaine ou du tissu.
Ainsi, la radioréticulation des polymères conduit à des matériaux présentant des propriétés chimiques, mécaniques et thermiques améliorées, sans subir de variation dimensionnelle. De plus, ces caractéristiques s'accroissent avec la dose (cas des caractéristiques thermiques notamment). Par conséquent, les plastiques radioréticulés constituent une solution matériau innovante, qui présente de nombreux avantages, tant du point de vue des performances techniques de la matière que d'un point de vue économique.
Cette évolution, associée au développement de nouveaux polymères (PA, PBT) radioréticulables adaptés (de grade injection notamment), explique l'essor considérable que connaît aujourd'hui cette technologie dans des secteurs industriels importants tels que l'emballage, l'automobile, l'électrotechnique et l'électronique.
Ensuite, le radiogreffage, de par la multiplicité des fonctionnalités qu'il peut apporter de manière permanente à un support polymère (surface ou matériau), présente beaucoup d'intérêt, notamment dans des secteurs pointus ou innovants : dispositifs médicaux, textiles fonctionnels, filtration et extraction, matériaux spéciaux promoteurs d'adhésion ou résistant au vieillissement.
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Conclusion
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Radiation chemistry of polymeric systems (Chimie sous rayonnements des systèmes polymériques).
-
Manuel de radioactivité à l'usage des utilisateurs. Tome 2.
-
*
-
Ciba Speciality Chemicals – Crosslinking and long term thermo stability : a contradiction ? (Réticulation et stabilité thermique à long terme : une incompatibilité?).
-
*
-
Radiation chemistry of polymers (Chimie sous rayonnements des polymères)....
ANNEXES
1 Stations de traitement à façon par les rayonnements
(liste non exhaustive)
Ionisos http://www.ionisos.com
Usine de Dagneux (station gamma)
Usine de Pouzanges (station gamma)
Usine de Sablé (station gamma)
Usine Aube-Champagne (accélérateur d'électrons)
Usine d'Orsay (Laboratoire CARIC) (accélérateur d'électrons)
HAUT DE PAGE2 Fournisseurs de résines polymères radioréticulables
(liste non exhaustive)
HAUT DE PAGE
Agence Internationale pour l'Énergie Atomique AIEA [International Atomic Energy Agency IAEA]
...
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