Bibliographie & annexes
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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’articleABSTRACT
Ionizing radiation, initially developed in order to sterilize equipment and preserve food products, has also led to the development of radiation chemistry, via the formation of free radicals. Principally applied to polymers, these processes of polymerization, polyaddition, chain cutting notably lead to applications for the degradation and reticulation of plastics, as well as grafting on polymers. This article describes the industrial processes associated to these modifications, radioreticulation being, at this time, the most widely used and radiografting being in full development.
INTRODUCTION
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.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de avr. 2002 par Sophie ROUIF
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Conclusion3. Greffage des polymères par les rayonnements ionisants
Un monomère porteur d'une insaturation (double liaison) de type vinylique, allylique ou acrylique peut se fixer sur une chaîne carbonée sous l'effet de rayonnements ionisants.
Selon les autres fonctions chimiques (ou ligands) portées par le monomère, des caractéristiques particulières peuvent ainsi être conférées de manière permanente au matériau support : propriétés antiseptiques, échangeurs ioniques, promoteurs d'adhésion...
Les différents types de rayonnements et d'installations d'irradiation permettent le greffage de supports sous des formes très différentes : films, surfaces textiles, granulés, dispositifs médicaux, par exemple.
3.1 Monomères fonctionnels radiogreffables
Il existe un nombre d'importants de monomères porteurs d'une insaturation greffable, présentant des fonctions ligands très variées. Le tableau ci-contre en présente des exemples.
Certains monomères peuvent être mis en solution aqueuse ; c'est le cas des ammoniums quaternaires et de l'acide acrylique, pour préparer des solutions d'imprégnation facile de manipulation.
HAUT DE PAGE3.2 Principe du radiogreffage
Le greffage s'effectue en deux étapes, qui interviennent simultanément ou consécutivement, selon si le monomère est présent au moment du traitement par les rayonnements ionisants.
La première étape consiste en la formation des radicaux libres. La figure 9 en présente une réaction simplifiée.
La seconde étape est la réaction d'addition du monomère sur la chaîne carbonée du support (figure 9).
Il est important d'éviter l'homopolymérisation du monomère sur lui-même et de favoriser la répartition du monomère sur la chaîne moléculaire du substrat. Pour cela, un inhibiteur d'homopolymérisation peut être ajouté à la solution d'imprégnation, comme par exemple l'hydroquinone.
HAUT DE PAGE3.3 Facteurs influençant le radiogreffage
Le rendement du greffage peut être...
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Greffage des polymères par les rayonnements ionisants
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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