Les Thermoplastiques


Les thermoplastiques comprennent différentes variétés
de polymères dont les propriétés et les procédés de mise en
oeuvre sont détaillés ci dessous.


Le polychlorure de vinyle est la polymérisation du chlorure de vinyle, lui-même obtenu par action du chlore sur l'éthylène. Le PVC-C est du PVC surchloré à tenue thermique améliorée. Découvert en 1931, il peut être soit rigide soit souple en fonction des multiples ingrédients qu'on lui incorpore. C'est, après le PE, le plastique le plus utilisé au monde. Il est auto extinguible. Applications : bouteilles, articles ménagers, feuilles, câbles, plaques, tuyaux, films minces, sacs, gouttières, volets, tissus enduits pour l'ameublement, le bâtiment ou le génie civil...

Le polyéthylène provient de la polymérisation d'un gaz, l'éthylène lui-même obtenu par pyrolyse de l'éthane. Depuis la découverte en 1939 du Polyéthylène Basse Densité Radicalaire (PEBDR) la famille des PE n'a cessé de s'étendre : Haute Densité (PEHD), Basse Densité Linéaire (PEBDL). Point fort : excellentes caractéristiques diélectriques. Découverts fortuitement en Angleterre par ICI, ils sont utilisés pour isoler le premier câble téléphonique sous-marin reliant l'Europe aux Etats-Unis. Très isolants, ces matériaux ont permis le développement du radar et l'essor des fameux Tupperware®. De nos jours, le polyéthylène à basse densité est utilisé en films pour l'emballage, l'agriculture, le bâtiment et les sacs poubelles. Quant au polyéthylène à haute densité, il sert à la fabrication des réservoirs à essence, des sacs "sortie de caisse", des bouteilles, des flacons de détergent, des poubelles urbaines ou encore des planches à voile. Les polyéthylènes sont les plastiques les plus utilisés au monde. Applications : câblerie, corps creux, articles ménagers, feuilles, tuyaux, films minces, sacs, mousses...

Le polypropylène est le thermoplastique qui connaît le plus fort taux de developpement. Il est obtenu par la polymérisation d'un gaz, le propylène. Découvert en 1957, ce produit connaît toujours une très forte croissance. Points forts: rigidité élevée, résistance à la fissuration, bonne transparence et brillant de surface. Applications : emballages alimentaires, pièces techniques pour l'automobile (pare-chocs, batteries,...), vaisselle pour four micro-ondes, tapis, moquettes, cordes, ficelles...

Le polystyrène est obtenu par polymérisation du styrène, lui-même obtenu par action du benzène sur l'éthylène. Cette famille de plastiques comprend le polystyrène, le polystyrène choc et le polystyrène expansé. Ils permettent de fabriquer des objets aux formes nettes et détaillées, aux angles vifs, mais leur résistance chimique, thermique et mécanique est faible; le polystyrène choc ayant néanmoins des propriétés mécaniques améliorées. Le polystyrène a été découvert en 1930 et le polystyrène expansible en 1951. Applications : le polystyrène et le polystyrène choc sont utilisés dans le jetable : vaisselle, pots et raviers pour produits alimentaires... mais également dans l'électroménager, l'audiovisuel ou les jouets. Le polystyrène expansé, mousse blanche et rigide, est très employé pour l'isolation thermique dans le bâtiment et dans l'emballage ainsi que pour la protection contre les chocs. Il est aussi utilisé pour la construction des décors de cinéma et de télévision.

Les polyamides sont réalisés à partir d'un acide dicarboxylique et d'une diamine ou à partir d'un aminoacide. Selon la longueur des chaînes, on obtient différents types de PA. C'est la première matière plastique dite "technique" à avoir été découverte (1938). Il existe de très nombreux type de PA que l'on distingue par des chiffres : PA6,6 (Nylon®) - PA11 (Rilsan®) - PA12 - PA46 (découvert en 1988)... Applications : pièces techniques pour l'industrie (engrenages, ...), l'automobile, canalisations, textiles, tapis, revêtements résistant à la corrosion.

Le polycarbonate est réalisé à partir de bisphenol A et de phosgène. Découvert en 1957, c'est un plastique "technique" extrêmement résistant aux chocs et possédant une bonne tenue à la chaleur. Applications : Vitrage de guichets à l'épreuve des balles, casques de sécurité et de protection, lampadaires, clignotants et feux arrières de véhicules, pièces techniques...

Les polyesters sont obtenus par réaction du diméthyltéréphtalate avec l'éthylène glycol ou le butylène glycol. Il existe 2 types de polyesters thermoplastiques : le poly (téréphtalate d'éthylène glycol) ou PET et le poly (téréphtalate de butylène glycol) ou PBT. En 1941 : découverte du polymère par Dickson et Whinfield. Puis en 1950-1955 : développement, au stade industriel, de la fabrication de films bi-orientés (Mylar®), fibres textiles (Dacron®, Tergal®, Terylène®). Ensuite en 1970 : utilisation comme matériau technique. Enfin en 1975 : fabrication des premiers corps creux en P.E.T.P. bi-étiré. Applications : le PET est surtout employé pour la fabrication de fils textiles, de films et de bouteilles, le PBT est utilisé sous forme renforcée de fibres de verre pour la fabrication de nombreuses pièces techniques (automobile, electro-ménager, construction électrique).

Les polyacétals sont les premiers plastiques d'ingéniérie qui présentent les qualités de métaux tels que l'acier, l'aluminium, le zinc... On les obtient à partir de la polymérisation du formaldéhyde. Découverts en 1953, les polyacétals sont dérivés du formaldéhyde. Ils comprennent 2 produits : l'homopolymère du formaldéhyde (encore appelé polyoxyméthylène) et le copolymère du trioxane et de l'oxyde d'éthylène. Applications : pièces à fortes exigences mécaniques (engrenages, galets, poulies), flacons de cosmétiques.

Les polyfluorés sont obtenus par polymérisation sous forte pression du tétrafluoréthylène (pour le PTFE), généralement en milieu aqueux. Découverts en 1943 ces polymères présentent des qualités exceptionnelles (thermiques, chimiques, tenue au feu) du fait de la substitution par le fluor des atomes d'hydrogène de la macro-molécule. Les principaux types sont le PTFE (polytétrafluoréthylène) le PCTFE (polychlorotrifluoréthylène) et le PVDF (polyfluorure de vinylidène). Applications : revêtements anti-adhérents d'ustensiles culinaires, anti-salissures et anti-graffiti, tuyauteries, gainage de câbles, joints, membranes, revêtements techniques pour l'industrie...

Le polysulfure de phénylène est fabriqué à partir de paradichlorobenzène et de sulfure de sodium. Le polysulfone est produit à partir de sulfone aromatique dichlorée et du sel disodique du bisphénol A. Le polysulfone lancé en 1966 et le polysulfure de phénylène en 1973. Applications : leurs principales applications concernent l'électronique, les pièces pour l'aviation, l'aérospatiale ou l'automobile, les revêtements sur métaux ou le matériel chirurgical stérilisable.

Le polyphénylène éther est fabriqué par couplage oxydant de phénols. Utilisé essentiellement dans la haute technologie, il possède une grande résistance mécanique. Applications : pièces techniques pour l'automobile, électricité, électroménager...

Le polyméthacrylate de Méthyle (PMMA) est issu de la polymérisation de l'ester méthylique de l'acide méthacrylique. Découvert en 1927, cette matière, plus connue sous les marques "Altuglas®" ou "Plexiglas®", possède une transparence exceptionnelle. Applications : baignoires, abat-jour, vitrages, petit mobilier, verres de montres, lentilles, feux arrières de véhicules, enseignes,...

Les styréniques ABS et SAN sont obtenus par polymérisation du styrène lui-même obtenu par action du benzène sur l'éthylène. Le SAN est un copolymère styrène-acrylonitrile. L'ABS est un copolymère SAN dans lequel est dispersé un latex à base de butadiène, qui lui confère une tenue au choc améliorée. Le terpolymère acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS) a été découvert en 1946. Le SAN a une bonne tenue aux hydrocarbures. Applications pour le styrénique ABS : carters d'appareils, jouets, électroménager, automobile,... pour le styrénique SAN : électroménager, électrotechnique,...

Les polyuréthanes thermoplastiques sont une variante des polyuréthanes qui sont en général thermodurcissables (réticulés). Les polyuréthanes thermoplastiques (TPU) sont obtenus en chaînes linéaires par réaction d'un diisocyanate avec un polyester ou un polyol difonctionnel. L'allongement de la chaîne polyol ou polyester apporte de la flexibilité et permet de faire des élastomères thermoplastiques. Applications : ces produits sont mis en oeuvre comme tout thermoplastique, par injection, extrusion, calandrage, ...pour les TPU, ou encore par coulée de liquides réactifs (CPU). Appliqués en solution, ils permettent l'enduction de textiles afin de les rendre étanches. Ils servent à confectionner des engrenages, des roues de patins à roulettes, des courroies de transmission, des chaussures de ski, des revêtements de sols industriels ou sportifs, ...

Les polymères thermoplastiques aromatiques sont nombreux: PAI - polyamide-imide, PEEK - polyétheréthercétone, PEK - polyethercétone, PSU - polysulfone, PESU - polyethersulfone, PPSU - polyphénylènesulfone, PPA - polyamide aromatique, PEI - polyétherimide... Applications : ils sont tous caractérisés par une meilleure stabilité à la température, dûe à la présence d'un noyau aromatique. Leur température d'emploi peut ainsi atteindre de 150 à plus de 200°C. Leur résistance aux huiles et hydrocarbures est de bonne à très bonne. Ils sont surtout employés pour la fabrication de pièces techniques ou électriques, pour l'industrie mécanique, l'électro-ménager, l'automobile, l'aéronautique, et pour des dispositifs médicaux stérilisables.