Plastmateriale

En plastik eller i dagligdagen en plastik er en blanding indeholdende et basismateriale (en polymer ), der kan støbes , formes, generelt varmt og under tryk for at føre til et halvprodukt eller til en genstand .

Ordet "  plast  " stammer fra det latinske plasticus , der i sig selv stammer fra det antikke græske πλαστικός ( plastikós , "relateret til modellering"), der stammer fra verbet πλάσσειν ( plássein , "at forme, at danne"), hvorfra også stammer ordet plasma .

Plast dækker en meget bred vifte af syntetiske eller kunstige polymere materialer . Vi kan nu se på de samme materialegenskaber , som aldrig havde været kombineret før, for eksempel gennemsigtighed og slagfasthed .

Den tekstil ( søn og fibre ) og elastomeren er ikke plast selv.

Generelt anvendes industrielle polymerer ikke i "ren" tilstand, men blandes med stoffer, som måske eller ikke kan blandes i polymermatrixen.

Typisk struktur for en formel  : plastmateriale = rå polymer (er) ( baseharpiks (er ) + fyldstoffer + blødgørere + additiver .

Der er et stort antal plast; nogle har haft stor kommerciel succes. Plast kommer i mange former: sprøjtestøbte dele , rør , folier , fibre , tekstiler , tætningsmidler , belægninger ,  etc. De findes i mange sektorer , selv inden for den mest avancerede teknologi .

Historisk

Hvis vi kan spore historien om plast i antikken, er det primært fra slutningen af det XIX th  århundrede, at deres brug er voksende med udviklingen af syntetisk plast. Hundredvis af forskere og geniale gør-det-selv-virksomheder står bag dette boom. Den første plast, kunstig, var resultatet af den kemiske transformation af naturlige polymerer såsom cellulose og kasein (det makromolekylære skelet bevares under denne transformation). Det første industrielle plastmateriale baseret på en syntetisk polymer er bakelit .

Plastens historie går tilbage til det gamle Egypten  :

Den Anden Verdenskrig forværret behovet for råstoffer  :

For at imødekomme dets behov havde Tyskland, der hurtigt blev frataget sine naturlige latexressourcer , produceret Buna- gummi under første verdenskrig , en ersatz af dette stof . Hans forskning i nye materialer fortsatte under Anden Verdenskrig (især udført af IG Farben ), og i 1945 beløb produktionen af ​​syntetisk gummi sig til en million tons .

Fra befrielsen fortsatte den videnskabelige og teknologiske drivkraft, som industrien fik af krigen, og nye materialer blev syntetiseret, såsom nye polyamider, poly (bisphenol A-carbonat) og polyacetaler .

Derefter blev opdagelserne af nye materialer sjældnere:

  • 2000  : til udvikling af iboende ledende polymerer tildeles forskerne Alan Heeger , Alan MacDiarmid og Hideki Shirakawa Nobelprisen i kemi.

    • Den armerede plast ( kompositmaterialer ) [harpikser typisk polyestere og epoxyforstærket glasfiber ( glas  : d ~ 2,5)], lettere i modstand svarende til stål eller aluminium og modstandsdygtig over for korrosion, er ikke-traditionelle materialer. Visse typer anvendes i stigende grad i luftfartssektoren.

    Ny plast, der stadig mere respekterer miljøet ( forbedret genanvendelse og biologisk nedbrydelighed ), mindre afhængig af olie (reduktion i omkostninger), termostabil, mere gennemsigtig, ubrydelig, ikke-brændbar eller original er under udvikling.

    Teknisk

    Egenskaber

    Egenskaberne ved plastmaterialer forbedres konstant.

    Der er en voksende anvendelse af plastdele i stedet for metaldele, ofte dyrere, mere følsomme over for korrosion eller tungere. Nogle tekniske egenskaber adskiller sig væsentligt fra metaller:

    Organiske matricer er termiske og elektriske isolatorer samt forstærkende fibre (undtagen kulfibre ):

    Gennemsnitlige fysiske egenskaber for nogle almindelige termoplastiske polymerer.
    Kodet Massefylde
    Krystallinitet rate
    (%)     		T v
    (° C)     		T f eller T r
    (° C)    		 T max
    (° C)    		 Modulus E
    (G Pa )
    ABS 1.04-1.12 0 85-125 105-120 70-85 2.5
    PA-6 1.13 50 52 215 85 1
    PA-6.6 1.14 50 57 260 90 1.5
    Pc 1.20 0 150 220-250 120 2.4
    PE-HD 0,95 80-95 −110 124-135 90 0,8-1,2
    PE-LD 0,92 50-70 −110 100-125 70 0,15-0,3
    Amorf PET 1.30 0 65-80 255 100 2.7
    Krystallinsk PET 1.40 40 65-80 260 100 4.1
    PMMA 1.18 0 105 130-140 60-90 3
    PP 0,91 60-70 −10 165 100 1.3
    PS "krystal" 1,05 0 80-100 100 60 3.2
    Stiv PVC 1,38 0-5 80 100-120 65 2.4

    Kemi og generel sammensætning

    Forestillinger om makromolekylær kemi

    Grundmaterialet (harpiksen) er en polymer. Harpikserne af plast kommer fra mellemprodukter (ethylen, propylen , acetylen , benzen ,  etc. ), hvis rå materialer er petroleum (især takket være fremgangsmåden ifølge dampkrakning af naphtha ), naturgas og kul .

    En polymer er et stof, der består af makromolekyler . En polymerkæde består af et stort antal monomerenheder . Den viskositet og mekanisk styrke af en polymer stiger med polymerisationsgrad ( DP eller n ); sidstnævnte definerer længden af ​​strengene.

    Hvis graden af ​​polymerisation er større end 3000, vil produktet være en plastik  ; den DP kan nå seks millioner.

    Plast syntetiseres ved polymerisering af monomerer eller ( præ- ) polymerer:

    • endimensionelle polymerer (lineære eller forgrenede ) er resultatet af polymerisationen af divalente monomerer  ;
    • tredimensionelle polymerer dannes ved polymerisation af monomerer, hvis gennemsnitlige valens er større end to , eller ved tværbinding (kemisk eller fysisk) af lineære polymerer.

    Polymerisation er en vigtig proces i den kemiske industri, fordi de resulterende polymerer skal udvise de ønskede egenskaber, herunder holdbarhed, kemisk inerti over for mange produkter, elasticitet, gennemsigtighed og mekanisk styrke og termisk.

    Der er to kategorier af polymerisationer  :

    For at forbedre visse egenskaber består kommerciel plast undertiden af ​​en baseharpiks modificeret af en anden harpiks eller en elastomer (fordel ved copolymerisation ).

    Der er ingen to-dimensionelle makromolekyler fremstillet ved syntese.

    Der er fire fremgangsmåder til fremstilling af polymerer: bulk, opløsning, suspension og emulsionspolymerisation . Eksempler: PE, PVC og PS termoplastiske polymerer kan syntetiseres ved hjælp af disse fire polymerisationsmetoder. Copolymerisationen, der tilvejebringer ABS, udføres oftest ved den vandige emulsionsproces takket være dannelsen af miceller .

    Formulering af polymermaterialet

    Det spiller en vigtig rolle. De fyldstoffer, blødgørere og additiver inkorporeres og dispergeret i matrixen af harpiksen for at forbedre dets egenskaber (termisk, brand, kemiske, impact eller aldrende modstand, densitet , farve ,  etc. ) eller dens gennemførelse (fleksibilitet ...).

    Den formulering skal være ikke-toksiske. Et sikkerhedsdatablad (MSDS) skal til tider leveres til brugeren.

    Vi skelner (ikke udtømmende liste):

    • basisharpiks (er) : tilvejebringer sammenhæng i materialet;
    • de omkostninger  : reducere omkostningerne i rummet, forbedre visse mekaniske egenskaber eller egenskaber; op til mere end 100% masseforarbejdning i polymermaterialet for visse plastisoler . Forbedringerne er så meget mere markante, da kornstørrelsen er fin. Vi bemærker:
      • pulverformige fyldstoffer af mineralsk oprindelse (ofte brugt): naturligt calciumcarbonat , naturlige kiseldioxid , syntetisk silica (amorft, thixotropisk middel ), talkum , ler , kaolin , carbon black , grafit , barit (d ~ 4.4), bariumferrit  osv. ,
      • organiske fyldstoffer: træmel (billig) eller frugtskal, cellulosepasta, stivelse (forbedrer bionedbrydelighed), elastomerpulver (stødsikker)  osv. ,
      • metalliske fyldstoffer: gør den organiske matrix delvis ledende (tilsætning af pulvere eller flager af aluminium, kobber, zink  osv. ),
      • fiberholdigt forstærkende fyldstoffer: forbedre mekaniske egenskaber, termiske modstand og dimensionsstabilitet af kompositmaterialet (reduktion i krympning ) (glasfiber, mica ,  etc. ),
      • ikke-fibrøst forstærkende fyldstof; de mest anvendte sfæriske fyldstoffer er hule glas "mikrosfærer"; de hule kugler gør det muligt at opnå et materiale, der er lettere, mere stift og giver bedre modstandsdygtighed over for kompression af den belastede harpiks,
      • nye applikationer:
        • nanometrisk ler (meget fin), inkorporeret op til 5% (til nanokompositter og flaskeemballage)
        • korn  : forbedrer genanvendelighed (op til 50% inkorporering)
        • hør  : øg hårdheden af ​​polypropylen;
    • den blødgøringsmiddel (er): lav flygtigt fortyndingsmiddel (e) med lav molarmasse , i fast tilstand , eller i flydende tilstand (mere eller mindre viskos); de gør især den opnåede forbindelse mere fleksibel, mere elastisk og nedsætter glasovergangstemperaturen og implementeringstemperaturen  ; tilsættes i variabel andel (fra en lille del på op til 50% inkorporering i visse plastisoler) ( phthalater , adipater, sebacater, phosphater , polyestere ,  etc. );
    • de additiver .
    Tilsætningsstoffer

    Generelt inkorporeres de i en lille andel (men nogle gange op til 50% af harpiksens vægt) for at forbedre eller skabe visse egenskaber ved plasten.

    Mange af dem har ikke gennemgået en fuldstændig sikkerhedsvurdering med hensyn til toksikologi eller økotoksikologi . I mangel af internationale regler og i afventning af anvendelsen af REACH- forordningen er de hovedsageligt godkendt og kontrolleret på nationalt niveau. I Europa er listen over tilsætningsstoffer i direktiv 2002/72 / EF vedrørende plast og genstande, der kommer i kontakt med fødevarer en positiv liste (unoterede produkter er forbudt), da1 st januar 2010. En gammel liste er tilgængelig til konsultation. De er bekymrende, fordi de ofte er økotoksiske og frigives i stigende mængder ved nedbrydende plast , især til søs i sammenhæng med udbredt forurening af havmiljøet med plast , som er steget siden 1950'erne .

    Den tværbindende Systemet tillader syntesen af tredimensionale polymerer; der er dannelse af et tredimensionelt netværk (tværbinding) fra lineære polymerer. Disse inkluderer hærdere, katalysatorer og acceleratorer.

    I 2014 er de additiver, der er mest brugt af plastindustrien (i faldende mængde):

    1. De blødgørere  : de tegnede sig for omkring 50% af plast tilsætningsstoffer solgt på verdensplan. De phthalater repræsenterede 70% af de mere end otte millioner tons blødgørere solgt på verdensplan i 2014 stadig;
    2. De flammehæmmere  : at reducere eller forebygge fænomenerne af forbrænding (op til 10% inkorporering) ( aluminiumhydroxid , phosphonater ,  osv ); vigtigt, når sikkerhed er på spil, fordi de fleste plastmaterialer er særligt brandfarlige  ; de skal være stabile over tid, ringe eller ingen giftige;
    3. Effektmodifikatorer: disse er molekyler eller atomer, der gør plastik mere modstandsdygtigt over for punktering og brud, især ved lave temperaturer;
    4. De antioxidanter og andre stabilisatorer: de forsinker nedbrydning af polymeren  : stabilisatorer dioxygen ( antioxidanter  , såsom visse phenoler til hindres eller diphenylamin  , for ABS, PE, PS,  osv ) til ozon (antiozonanter, angår f.eks polymerer afledt af butadien ) ;
    5. Biocidholdige midler ( fungicider og / eller baktericider generelt): asepsis , for at modstå angreb fra mikroorganismer , f.eks. I fugtige eller hospitalsmiljøer;
    6. UV- stabilisatorer (anti-UV): såsom UV- absorbere og deaktiveringsmidler .

    Andre tilsætningsstoffer:

    • termiske stabilisatorer: de letter implementeringen (og sekundært til varmebestandighed under brug, for eksempel til PVC, PMMA  osv. );
    • blæsemidler: opnå et skumprodukt (sparsom cellulær forbindelse, densiteten kan nå 0,005); en gas kan frigøres ved kemisk nedbrydning af midlet under påvirkning af varme (isolering, bilsæder og rat  osv. );
    • smøremidler: lette påføring ved at øge slip (op til 2% inkorporering) ( voks , calciumstearat ,  etc. );
    • adhæsionsfremmende promotorer  : forbedre vedhæftningen til glas, glasfibre eller et metal ( silaner , titanater , forbindelser indeholdende polære grupper ,  etc. );
    • antistatiske midler  : de vil modsætte sig støvaflejringer ved at gøre plasten ledende på overfladen; faktisk er de fleste polymerer svage elektriske ledere;
    • opløsningsmidler  : til maling ( coating ), klæbemidler  osv.  ;
    • farvestoffer  : disse er uopløselige faste pigmenter, som tilsættes til polymeren, såsom carbon black , forskellige metaloxider eller organiske farvestoffer, der er opløselige i polymeren).

    Nogle af disse additiver er multifunktionelle: carbon black (eller carbon black ) er således blevet brugt i meget lang tid i plastindustrien i pulverform , både som et pigment, som en stabilisator (til oxidation, til ultraviolette stråler) og varme ), som et nanofyldstof til at styrke elastomerernes mekaniske egenskaber og som en elektrisk leder.

    Ejendomme

    Termiske egenskaber

    Polymerer kan klassificeres i to typer afhængigt af deres varmeadfærd: termoplaster (lineære polymerer, forgrenede eller ej) og termohærdende [tredimensionelle (tværbundne) polymerer]:

    • bragt til en tilstrækkelig temperatur (over deres glasovergangstemperatur T v eller smeltepunkt T f ), de termoplastiske polymerer er i ”smeltet” tilstand ( væske eller deformerbar tilstand ) og derfor kunne strømme under indvirkning af en begrænsning. Dette gør det muligt for dem at blive formet ved hjælp af de sædvanlige teknikker (termoformning, ekstrudering, injektion  osv. ). Operationen kan gentages flere gange;
    • termohærdende polymerer hærder ( tværbinding ) ved første opvarmning (eller eventuelt ved stuetemperatur). Inden for maling er dette en egenskab, der ofte bruges. Varmeindgang kan udløse en tredimensionel polymerisationsreaktion, som skaber broer mellem polymerkæder og hærder materialet irreversibelt.
    Mekaniske egenskaber

    Termohærdende polymerer er ofte stive og skøre, mens termoplastiske polymerer og elastomerer viser dårlig mekanisk styrke, som er stærkt påvirket af temperaturen.

    Med hensyn til molekylær struktur er faste polymere materialer enten:

    • semi- krystallinsk [tilstedeværelse af krystallinske zoner ( Krystalliterne og sfærulitter ) og eksistensen af en smal smeltende interval , der tillader en hurtig overgang fra den faste eller pastaagtige tilstand til den flydende tilstand, ved temperaturstigningen], med heterogen morfologi (eksempler: PE, PPi , PA, termoplastiske polyestere, POM [(-CH 2 -O-) n ], PTFE);
    • eller amorf , viser progressiv blødgøring ved temperaturstigning (PS og dens copolymerer, PMMA, PC, PVC  osv. ).

    Bemærk om indflydelsen af takticitet  : en ataktisk polymer (PMMA, PS  osv. ), Hvis makromolekylære kæde har en uregelmæssig geometrisk form, kan ikke krystallisere, i modsætning til en isotaktisk eller syndiotaktisk polymer.

    Strukturen af ​​polymerer er relateret til termomekaniske egenskaber. For eksempel er amorf plast under behandling ved injektion mere tolerant [lettere proces, lavere krympning ved afkøling] end semi-krystallinsk (sidstnævnte har en disposition til at krystallisere).

    Graden af ​​krystallinitet af en polymer påvirker de mekaniske egenskaber (Youngs modul øges, når krystallitens hastighed stiger. Omvendt falder den elastiske belastningsgrænse).

    Det er almindeligt accepteret, at egenskaberne ved en ingeniørplastik er optimale, når den gennemsnitlige krystallinitet gør det muligt at kombinere den mekaniske og termiske modstandsdygtighed i den krystallinske fase med elastiskheden i den amorfe fase (praktisk talt 50 til 60%).

    De fleste termoplastiske polymerer anvendes ikke over 120  ° C , den temperatur ved hvilken blødgøring (for amorf) eller smeltning (for semi-krystallinsk) forekommer, hvilket undertrykker mekaniske egenskaber. Amorfe termoplastiske polymerer anvendes under deres T v , i glasagtige tilstand . I princippet har termohærdende materialer bedre termomekanisk (varme, ild, krybning , lav krympning  osv. ) Og kemisk modstandsdygtighed end termoplast. De bedste termostabler er termohærdende.

    Når plastmaterialer observeres under brug, indser vi, at de udsættes for spændinger, der forårsager deformationer, som i visse tilfælde kan føre til brud . Materialernes ibrugtagningsadfærd definerer deres anvendelsesegenskaber .

    Det er vigtigt at kende de iboende egenskaber (iboende i materialer) for at træffe et klogt valg af det materiale, der er bedst egnet til at udføre de funktioner, der er tildelt det. Materialernes modstand er videnskaben, der fra de egenskaber, der er specifikke for hvert materiale, definerer karakteristika og betingelser for brug af hvert.

    Mekaniske egenskaber er en del af materialets iboende egenskaber og defineres ud fra komparative, standardiserede tests . Generelt bruger standarder ISO , ASTM og DIN eller standarder "huse", når testene er direkte relateret til anvendelsesegenskaberne.

    De mekaniske egenskaber bruges derefter til at forudsige de færdige objekters endelige egenskaber. Imidlertid kan visse strukturelle egenskaber forbundet med transformation af plast, såsom graden af ​​krystallinitet, orienteringen af ​​de makromolekylære kæder eller de interne spændinger som følge af behandlings- og kølebetingelserne, påvirke objektets egenskaber. Disse egenskaber kaldes transformationsegenskaber .

    Materialets egenskaber kan opsummeres som følger:

    • iboende egenskaber (specifikke for materialet);
    • transformationsegenskaber (afhængigt af metoderne og betingelserne for implementering);
    • brugsegenskaber (defineret af brugsbetingelserne).

    Et stort antal mekaniske tests, der bruges til at karakterisere plast, stammer fra metalanalyseteknikker, såsom målinger af elasticitetsmodul , trækstyrke og brudforlængelse .

    De mekaniske og reologiske analyser er især baseret på træk- , kompressions- , forskydnings- , bøjnings- og vridningstest .

    Analytisk udstyr omfatter anordninger til måling af smelteflowindekset (termoplastiske polymerer) (MFI, smelteflowindeks på engelsk), apparatets trækkraft , spændingsmålere , analysatorer DSC , viskosimeterne (fra rotations-, kegleplan- eller kapillartype) (til termoplast), DMA analysatorer (de to sidstnævnte instrumenter anvendes til dynamiske målinger ), Izod chok og Charpy chokanordninger ,  etc.

    For faste polymerer kan en simpel uniaxial trækprøvning måle nogle mekaniske egenskaber.

    Materialerne er opdelt i henhold til deres adfærd i spændingsbelastning i tre generelle kategorier: stive (ofte ikke særlig duktile og ikke særlig modstandsdygtige over for stød), plast eller elastomerer. Grafen med titlen "Mekanisk karakterisering" opnået under en trækprøve fremhæver disse tre kategorier:

    • den kurve A illustrerer naturen stress-stamme af en stiv polymer (højt modul), hvis fejl opstår omtrent samtidig med den elastiske grænse . Polymeren har en skør opførsel (lav brudforlængelse);
    • kurve B viser, at visse plastmaterialers opførsel svarer til adskillige metalliske materialer: den indledende elastiske deformation efterfølges af en plastisk deformation . Materialet er sejt (høj brudforlængelse);
    • kurve C angiver elastisk spænding over et bredt spændingsområde; denne mekaniske opførsel er typisk for en elastomer.

    Plast har mekaniske egenskaber påvirket af følgende hovedfaktorer:

    • temperatur;
    • sammenhængen mellem polymerer;
    • modifikation af de molekylære mekaniske egenskaber af polymerer;
    • deres behandlingsbetingelser.

    Samlet set bestemmes elasticitetsmodulet og brudforlængelsen af ​​stive polymerer på samme måde som i tilfælde af metaller.

    Flydningsstyrken Re for plastpolymerer er ækvivalent på kurven til den maksimale værdi af spændingen i slutningen af ​​det lineære elastiske område. Derudover svarer trækstyrken Rm til spændingen, der forårsager et brud; det kan tage en værdi større eller mindre end Re.

    Det er vigtigt at understrege, at de mekaniske egenskaber ved termoplastiske polymerer og elastomerer i høj grad afhænger af temperaturen (se grafen ”Indflydelse af temperatur”), ydre spændinger og observationstid. En temperaturstigning ændrer et termoplastisk materiale fra en stiv og skør opførsel til en duktil og sej opførsel.

    Transformation

    Mere end noget andet materiale tilbyder plast et bredt udvalg af behandlingsteknikker. De oprindelige produkter [komplette formuleringer (også kaldet polymermaterialer), forbindelser ] præsenteres i form af granuler, pulver, pellet, pasta eller væske. Hygroskopiske materialer (PA, ABS, PBT, PMMA  osv. ) Gennemtørres (ved bagning) før installation for at undgå fugtrelateret defekt på plastdelene.

    De plastiske eller tyktflydende tilstande er nødvendige for at implementere formningsteknikkerne for polymermaterialer.

    Processorer producerer færdige artikler beregnet til brugere ved hjælp af materialer og materialer leveret af polymerproducenter eller blandere.

    Formningen af ​​termoplastiske polymerer adskiller sig fra termohærdende:

    • den formpresning varme støbning er afvigelsen af de termohærdelige polymerer. Kagning (når "frysepunktet") af materialet skal undgås, før støbningen er afsluttet. Polymerisationstiderne for termohærdning begrænser produktionshastighederne for industriel type;
    • kalandrering (passerer materialet mellem to opvarmede ruller), ekstrudering (passerer gennem en matrice ) og sprøjtestøbning er de typiske transformationsteknikker for termoplastiske polymerer. Disse forbindelser tillader kortere cyklustider.

    Vi skelner mellem:

    Fra en dagligdags polymer til en kunstform

    Som angivet ovenfor kan plast generelt derfor have mange former, styrker, farver, egenskaber, men også og frem for alt er de materialer, der kan tilpasses til et stort antal miljøer, derfor deres store anvendelse. Dette er grunden til, at de ikke er ophørt med at blive brugt i kunsten siden deres begyndelse.

    Typologi

    Vi kan skelne globalt (undtagen kompositmaterialer ):

    Andre mulige klassifikationer: i henhold til deres oprindelse (naturlige, kunstige og syntetiske polymerer ), deres fysisk-kemiske familie (termoplast, termohærdende, termostabile, elastomerer), deres struktur [lineære (eller endimensionelle) og tredimensionelle polymerer].

    Plastfamilier

    Termoplast

    Plastmaterialer sammensat af lineære eller forgrenede polymerer er i princippet smeltbare. Termoplastiske polymerer (eller polyplastes, termoformbare) deformeres og er formbar under indvirkning af varme , at holde denne form ved afkøling (analogt med voks af stearinlys ). Dette reversible fænomen gør det muligt at genbruge dem: genstandene knuses og "smeltes" for at producere andre.

    Termoplaster er også opløselige i specifikke opløsningsmidler, hvilket muliggør deres anvendelse som belægning og klæbemiddel.

    For at afklare ideer har de fleste industrielle lineære polymerer molære masser omkring 10 5  g mol -1 . Et lineært makromolekyle kan være længere end en tiendedel af et mikrometer, dets laterale dimensioner er tusind gange mindre.

    Syntetiske tekstiler ( tråde og fibre ) er altid termoplastiske. De dukkede op i 1940. Der er i øjeblikket mere end fyrre typer syntetiske tekstiler og mere end tusind handelsnavne til at betegne dem.

    Termohærdende

    Termohærdende polymerer har deres endelige form efter den kemiske reaktion (polymerisering), der ledsager deres transformation. Det opnåede tredimensionale netværk giver det færdige produkt dets termiske irreversibilitetskarakter. Strukturen, der produceres med en termohærdende harpiks, kan ikke variere og er geometrisk fastgjort (analog med tilberedning af et æg ). Jo mere tredimensionel forbindelsen er, desto mere stiv , skør, uopløselig og uinfusibel vil den være.

    Eksempel: copolymerisation af umættet polyester i nærværelse af styren. Den opnåede struktur er endelig, det færdige produkt er infunderbart, derfor ikke-transformerbart og ikke-genanvendeligt.

    Elastomerer

    De elastomerer er amorfe polymerer eller krystallinske natur har bemærkelsesværdige egenskaber i elasticitet, dæmpning og forsegling (luft, vand). De er termoplastiske og bliver termohærdende ved vulkanisering .

    De anvendes generelt tværbundet , og oftest ved en temperatur over deres glas overgang temperatur på gummiagtig plade; Anvendelse: fremstilling af gummi til dæk [hovedsagelig indeholdende naturgummi (NR) og styren-butadien -elastomer copolymer (SBR)], transportbånd , rør, slanger , puder, silentblocs , sæler , tætningsmidler , medicinske handsker , sko ,  etc..

    Polymerer af de tre plastfamilier

    Brugen er fremherskende for at reservere udtrykket plast tre hovedfamilier af materialer, termoplast, termohærdende og teknisk plast, herunder struktur, fysisk-kemiske egenskaber og implementering (adfærd under påvirkning af varme og tryk) er helt forskellige. Termoplastiske harpikser er de mest anvendte industrielt.

    Termoplast
    ISO 1043-1 koder Nogle handelsnavne Polymerer (almindeligt navn) Industriproduktion siden
    ABS Afcoryl, Bayblend ( PC / ABS- blanding ), Cycolac, Isopak, Lastilac, Lustran, Novodur, Polyflam, Polylac, Polyman, Ronfalin, Terluran, Toyolac, Ugikral, Vestodur Copolymer , acrylonitril-butadien-styren (familie styren ) 1950'erne
    DET Cellidor A, Cellon, Lumarith, Rhodialite, Rhodoïd , Setilitte, Trialithe Celluloseacetat ( cellulose ) 1927
    EPS Afcolene, Depron , Hostapor, Polyfoam, Roofmate, Sagex , Styrocell, Styrodur , Styrofoam , Styropor, Vestypor Udvidet polystyren (styren) 1950'erne
    PA Akulon, Altech, Amilan, Bergamid, Capron, DuraForm, Durethan, Eratlon, Ertalon, Grilamid, Grilon, Igamid, Kevlar , Latamid, Lauramid, Maranyl, Minlon, Miramid, Nomex , Nylatron, nylon , Nypel, Orgamide, Perlon, Polyloy, Radiflam, Radilon, Renyl, Rilsan , Schulamid, Sniamid, Stanyl (PA-4,6), Staramide, Starflam, Sustamid, Sustaglide, Tactel, Technyl, Trogamid, Ultramid, Versamid, Vestamid, Vydyne, Zytel Polyamider 1938 (alifatisk PA), 1961 (aromatisk eller aramid PA: Nomex)
    PBT Arnite, Celanex, Crastin, Deroton, Hostadur, Pocan, PTMT, Tenite, Ultradur, Vestodur Poly (butylenterephthalat) ( mættet polyester ) 1969
    Pc Apec, Axxis, Durolon, Gerpalon, Latilon, Lexan , Makrolon , Panlite, Plaslube, Polyman, Sunglass, Tuffak, Xantar Polycarbonater 1956
    PE Alkathene, Alketh, Dyneema (UHMWPE), Eltex, Hostalen, Lacqtene, Lupolen, Manolène, Marlex, Moplen, Plastazote , Polystone, polythen, Sclair, Stamylan, Stamylex®, Supralen, Surlyn , Tupperware , Tyvek , Vestolen A Polyethylen ( polyolefin ) 1939 ( LDPE ), 1955 ( HDPE )
    PET, PETE Arnite, Baydur, Bidim, Dacron , Diolen, Ektar, Ertalyte, Hostadur K og A, Kodar, Mélinex, Mylar , Pocan, Raditer, Rhodester, Rynite, Tenite, Tergal , Terphane, Terylene , Trevira, Ultradur Poly (ethylenterephthalat) (mættet polyester) 1946
    PMMA Acrigel, Altuglas, Altulite, Bonoplex, Corian , Deglan, Limacryl, Lucite, Metacrilat, Oroglas, Perspex, Plexiglas , Resalit, Vitroflex Poly (methylmethacrylat) (acryl) 1933
    POM Acetaver, Bergaform, Celcon, Delrin , Ertacetal, Hostaform, Kematal, Kepital, Kocetal, Ultraform Polyformaldehyd ( polyacetal ) 1958
    PP Amoco, Appryl, Carlona, ​​Eltex, Hostalen PP, Luparen, Moplen, Novolen, Oleform, Polyflam, Profax, Propathene, Prylène, Stamylan P, Trovidur PP, Vestolen P Polypropen (polyolefin) 1957 (PPi), 1992 (PPs)
    PS Carinex, Edistir, Empera, Gedex, Hostyrene, Lacqrène, Luran, Lustran, Lustrex, Noryl (PPO / PS blanding), Polyflam, Polystyrol, Riviera, Styranex, Styroflex, Styron, Trolitul, Ursaa, Vestyron Polystyren (styren) 1935
    PVAC Elvacet, Hostaflex, Mowilith, Rhovyl, Vinnapas, Vinyon Poly (vinylacetat) ( vinyl ) 1928
    PVC Benvic, Breon, Corfam, Darvic, Dynel, Garbel, Gedevyl, Hostalit, Lacovyl, Lacqvil, Lucolène, Lucovyl, Lucalor, Lucoflex, Micronyl, Mipolam, Nakan, Saran , skai , Solvic, Tefanyl, Trovidur, Ultryl, Vestolitur, Vinidur Vinn , Vinnolit, Vinoflex, Vinylit Poly (vinylchlorid) (vinyl) 1931
    SAN Cifra, Elvan, Kostil, Lacqsan, Luran, Lustran, Restil, Tyril, Vestoran Styren-acrylonitril- copolymer (styren) 1950'erne
    Termohærdende
    ISO 1043-1 koder Nogle handelsnavne Polymerer Industriproduktion siden
    EP Araldite , Devcon, DER, Doroxin, Epikote, Epon, Epotek , Epotuf, Epoxin, Eurepox, Lekutherm, Lopox, Rutapox Polyepoxider 1946
    MF Arborite, Formica , Hostaset MF, Melochem, Melopas Melamin-formaldehyd ( aminoplaster ) 1920'erne
    PF Bakelit , Cascophen, Bakelised Canvas (Celoron), Bakelised Paper, Bakelised Wood, Fluosite, Hostaset PF, Luphen, Micarta, Peracite, Trolitan, Tufnol Phenol - formaldehyd ( phenoplaster ) 1910
    REN Baydur, Bayflex, Baygal, Cyanapren, Daltoflex, Definal, Desmodur, Desmolin, Estolan, Lupranat, Lupranol, Luvipren, Moltopren, Napiol, Scurane, Urepan, Voranol, Vulkolian, Vulkollan Tværbundne polyurethaner 1940
    UF Aerodux, Beckamin, Cascamite, Hostaset UF, Pollopas, Prystal, Urochem Urea - formaldehyd (aminoplaster) 1923
    OP Hostaset UP, Leguval, Palatal, Pregmat, Ukapon, Vestopol Umættede polyestere 1950
    Engineering plast
    ISO 1043-1 koder Nogle handelsnavne Polymerer Industriproduktion siden
    PTFE Algoflon, Ertaflon, Fluon, Gaflon, Halon, Hostaflon, Polyflon, Soreflon, Teflon , Voltalef Polytetrafluorethylen ( fluorpolymer ) 1942

    De polyimider , den polytetrafluorethylen og siliconer kan klassificeres som termostabile eller tekniske polymerer.

    Økonomi

    Den økonomiske betydning af plast er fremherskende i industriel kemi. Deres gennembrud er sådan, at deres nuværende forbrug i volumen er større end metaller.

    Produktion

    Verden

    Mellem 1950 og 2017 blev der ifølge Heinrich Böll Foundation , Plastic Atlas, produceret 9,2  Gt (milliarder ton) plast. Af de mere end 400  Mt (millioner ton), der produceres hvert år på verdensplan sammenlignet med 2  Mt i 1950, anvendes 158  Mt af emballagesektoren. Cirka 40% af plastprodukterne smides efter mindre end en måned.

    Den globale produktion af plast øges støt; 1,5  Mt i 1950, 280  Mt i 2011, 311 mio. Ton i 2014, 322 mio. Ton i 2015. Den kumulative globale produktion af plast siden 1950 udgør 8,3 mia. Ton (6,3 er affald, hvoraf kun 9% blev genanvendt, 12% blev forbrændt og 79% akkumuleret på lossepladser eller i naturen) og kunne nå op på 25 milliarder tons inden 2050, ifølge en undersøgelse offentliggjort på19. juli 2017i tidsskriftet Science Advances . Med en verdensomspændende produktion af ~ 54  Mt i 2001, polyethylen [(-CH 2 -) n ] er et meget forbruges syntetisk polymer. De mest almindelige er polypropylen [(-CH 2 -CH (CH 3 ) -) n ], polyethylen, poly (vinylchlorid) [(-CH 2 -CH (CI) -) n ], polystyren, polyurethan og poly (ethylen terephthalat) (PET, PETE).

    PET og poly (bisphenol A-karbonat) (PC, teknisk termoplast) har oplevet en kraftig vækst siden 1990'erne. Den samlede PET-produktion var ~ 18  Mt i 2001.

    Frankrig

    Plastproduktionen steg med 7,8% i Frankrig fra 2016 til 2017. Hvert år dumpes 11.200 tons fransk plastaffald i Middelhavet . Floder er også påvirket af mikroplastisk forurening . Ifølge generalkommissæren for bæredygtig udvikling genvindes ifølge PlasticsEurope (i 2019) 22% af plastaffald i landet og 26% af plastemballageaffald; og foranstaltninger til at reducere eller eliminere brugen af ​​plast er til stede i biodiversitetsplanen (2018), i loven om genopretning af biodiversitet (2016), i loven om energiomstilling for grøn vækst (2015)  osv. Køreplanen for cirkulær økonomi er målrettet mod 100% af genbrugt plastaffald inden 2025.

    Forbrug

    Den globale plastproduktion er vokset med 4,5% om året i gennemsnit siden 1990 ifølge PlasticsEurope-estimater for 2018. Planeten bruger tre gange mere plast end for 25 år siden, 200 gange mere end 1950. Vækstpotentialet i nye lande er enormt: en Afrikaner eller indianere bruger i gennemsnit 4 kg plast pr. År mod 60 til 80 kg for en europæer eller en amerikaner, ifølge International Energy Agency (OUCH). Emballage er den største afsætningsmulighed: 36% af det samlede forbrug, efterfulgt af konstruktion: 16% og tekstiler: 15%.

    Forbruget pr. Indbygger var 92  kg plast i Vesteuropa i 2000. Det globale plastforbrug steg fra 5  Mt i 1950'erne til næsten 100  Mt i 2010.

    Inden for det udgør plast, der bruges til kortvarige formål, mere end 44% af det samlede antal; aktiviteter inden for emballering ( indpakning ) udgør den største del af "engangs" -anvendelsen af ​​plast, og inden for emballagen udgør emballagen i brug mad mere end halvdelen af ​​vægten af ​​det samlede.

    I 2012 er ud over emballage sektorerne bygning , bil , el - elektronik og landbrug store forbrugere af plast.

    Ansøgninger

    Mange industrier bruger plast:

    • Landbrug;
    • møbler, kontorartikler;
    • husholdningsartikler og apparater;
    • emballering og håndtering;
    • industrier: træ • kemisk • elektrisk og elektronisk • metal og metallurgisk • papir • maling, lak og klæbemidler (belægninger, fugemasser, lydisolering  osv. ) • tekstiler - beklædning og tilbehør (hjelme osv.);
    • legetøj, hobbyer og sport;
    • lædervarer, sko og rejseartikler;
    • medicin, apotek og hygiejne;
    • optisk;
    • reklame (skilte, paneler);
    • transport (bil, jernbane, marine, luftfart, rumfart);
    • offentlige arbejder, anlæg og byggeri;
    • etc.

    Bioplast

    Markedet for biobaserede polymerer [polymerer, for hvilke en del af råmaterialerne kommer fra vedvarende ressourcer (især majs , hvede , eukalyptus og kartofler )] er vokset markant i løbet af de sidste ti år. De bioplast på markedet indeholde mellem 30 og 100% vedvarende ressourcer. Anvendelsen af vedvarende biomasse formindsker global opvarmning ved at reducere udledningen af drivhusgasser ( CO 2 ).

    Bioplast, der er tilgængelig på markedet, er 20 til 30% dyrere end plast af petrokemisk oprindelse . Stigningen i andelen "vedvarende ressourcer" forbundet med stigningen i produktionsmængder vil dog føre til et økonomisk attraktivt tilbud.

    Disse materialer er ofte baseret på stivelse (en rigelig, billig og let transformerbar polymer) og (naturlige) fibre af træ, hør, hamp , sisal eller jute .

    Bioplast er begrænset til begrænset anvendelse, hovedsageligt i emballage (ved f.eks. At udskifte PET, PETE ), som koncentrerer 90% af aktiviteten.

    Miljø

    Økologisk balance

    Hvert år ender mere end 10 millioner ton plast i havene og havene; generelt agglomererer de og danner fem gigantiske gyres eller " plastsupper " på kloden ; en lille del forbliver på overfladen, det væsentlige afvises ved kysterne eller mørke. De microplastics findes i dag i alle vandmiljøer i hele verden. Desuden udsender deres produktion, der er fordoblet på tyve år, enorme mængder drivhusgasser; fremskrivninger indikerer, at produktionen forventes at fordobles igen i de næste 20 år og fordobles i 2050. Ifølge Center for International Environmental Law kan plastproduktion udsende 53,5  Gt (mia. ton) CO 2inden 2050 og 56  Gt ved at tilføje forbrænding, hvilket ville repræsentere næsten 10% af de samlede emissioner, der ikke må overskrides for at overholde Paris-klimaaftalen .

    Under pres fra forbrugerne, der videreformidles af industrier, der bruger plast, leder plastproducenterne efter løsninger; forbuddet mod plastposer og engangsprodukter, især i Europa, ville kun påvirke 3 til 4% af den globale efterspørgsel efter plast, men hvis trykket stiger yderligere og genanvendelse stiger kraftigt, kan væksten den årlige plastsektor muligvis halveres. I januar 2019 lancerede omkring tyve multinationale virksomheder (producenter af plast, forbrugere af emballage og spillere inden for affaldshåndtering) "  Alliance to End Plastic Waste  ", som lover at bruge mindst en milliard dollars over fem år til at finansiere indsamlings-, genbrugs- eller rengøringsprojekter. i nye lande.

    Hvis miljøvurderingerne af flasker og mange genstande er komplekse, anerkendes mange påvirkninger.

    Produktionsfase
    • De fossile brændstoffer (især olie), der anvendes til fremstilling af plast, er vigtige kilder til drivhusgasser .
    • Den gennemførelse af et plastmateriale ofte anvender halvfabrikata industrielle granuler . En stor mængde af disse plastgranuler findes i det naturlige miljø. Dette syntetiske plastmateriale er til stede på strandene i alle verdenshavene. Disse små kugler, cylindre eller plastikpiller kaldes poetisk “  sirenens tårer  ”. Oprindelsen af ​​disse granulater i miljøet er kendt: utilsigtet spild, transport eller upassende anvendelser er involveret. En indledende vurdering af tilstedeværelsen af ​​disse granuler blev udført i Frankrig i 2011 for den europæiske proces med strategirammedirektivet for havmiljøet (MSFD) og den gode økologiske status.
    • Mange giftige additiver ( bly , især cadmium ) er blevet brugt til fremstilling af visse almindelige plastmaterialer, såsom PVC. EU- direktiv 2000/53 / EF forbyder nu dets anvendelse (bly, cadmium, kviksølv , krom VI ).
    Brug fase
    • Af kemikalier , der især er til stede i plastik, vil være "i spidsen for de anklagede" faldet i sædkvaliteten (reduceret med 50% siden 1950) og sygdomme relateret til reproduktionssystemet gennem hormonforstyrrende stoffer . Den 25. november 2008 organiserede den franske regering (gennem IRESP, en forskningsstruktur oprettet af INSERM og tyve partnere, og AFSSA ) en konference om temaet: "Kemisk miljø, reproduktion og udvikling af barn". De vigtigste involverede forbindelser er phthalater og bisphenol A (BPA), to stoffer der findes i visse plastmaterialer.
    • Blandt de mest kontroversielle tilsætningsstoffer er bisphenol A, der er meget til stede i madplast og især i 90% af babyflasker i 2008. BPA er en hormonforstyrrende. American Medical Association offentliggjorde en undersøgelse i oktober 2008, som konkluderede, at en stigning i koncentrationen af ​​BPA i urinen øgede risikoen for diabetes og hjerte-kar-sygdomme med 39% . I Canada er alle flasker indeholdende BPA trukket tilbage fra markedet under anvendelse af forsigtighedsprincippet . I Europa mener EFSA , at de doser af BPA, der absorberes af babyer, er for lave til at være farlige . Nogle flaskeproducenter (Dodie, Philips AVENT) besluttede i 2008 at fremstille BPA-fri flasker, men blev markedsført dyrere.
    • Udstråling (frigivelse) af visse plastmaterialer, der findes i byboliger, er kendt.
    • De forbrænding forsætlig eller utilsigtede plast udslip store mængder af røg ofte tykke og giftige og i nogle tilfælde som produkter såsom tungmetaller (bly, cadmium,  etc. ), som blev anvendt til at stabilisere og / eller farve. Mange gør -det-selv- røgbomber er lavet med plastik, for eksempel dem, der er lavet af bordtennisbolde. Ifølge brandmænd er "ti kilo plast, der brænder, det er 25.000 kubikmeter røg . "
    Spild

    Plast er i modsætning til naturlige polymerer dårligt nedbrydelige og dårligt bionedbrydelige . Blandt slutprodukterne ved nedbrydning er nogle af deres tilsætningsstoffer hormonforstyrrende stoffer , og andre (tungmetaller, farvestoffer eller stabilisatorer) er giftige og ikke biologisk nedbrydelige. I 1980'erne blev det fundet, at milliarder af små plastfragmenter (inklusive nylontråde, rayon  osv. Tabt i net, men også tekstiler og sytråde) blev bragt til søs så langt som havet. Austral , langt syd for den antarktiske konvergens , i Rosshavet . Det er siden blevet fundet i alle verdenshavene. De miljøpåvirkninger er betydelige på mellemlang eller lang sigt, navnlig når plast nedbrydes til små partikler og deltager i transport af organiske og organometalliske forurenende eller andre (pesticider, carbonhydrider, etc.), der kan absorberes af filtreringsspisende dyr og fisk og passer således ind i fødekæden .

    Flydende plast bliver havaffald, der selv i fjerne områder (over 2.000 sømil fra Midway Islands nærmeste fastland ) dræber beskyttede og truede arter. De plastikposer spist af skildpadder , der forvirre dem med vandmænd er blot ét eksempel. Et andet problem er, at mange albatrosser, der dør, kråsen og maven fuld af snesevis af legetøj og plastgenstande, som de indtog til søs, eller som deres forældre bragte dem til reden. Disse genstande bringes af forældre til deres kyllinger, som om de var mad (de var dækket af æg eller spiselige marine organismer) og i modsætning til knogler eller knogler, der er slugt af fugle, kan de ikke opløses af fordøjelsessaften fra noget dyr eller kommer ud af kyllinger eller voksne, der til sidst dør. Mange albatrosskyllinger dør således af sult efter undertiden at have indtaget snesevis af plastgenstande ( hætter , stykker kuglepenne , gadgets og andet børns legetøj, snavs fra containere  osv. ).
    Ifølge en undersøgelse, der blev offentliggjort i 2011 af Institute of Oceanography i San Diego (Californien), blev der i 2009 indtaget plaststykker i 1 ud af 10 fisk i det nordlige Stillehav, og fisk, der lever på gennemsnitlige dybder, indtog 24.000  t / ca. et år .

    På den nordlige bred af Middelhavet , ud for kysten af ​​store byer, forurener fast affald, hvoraf 75% er plast, havbunden. Den havskildpadde , en art i fare for IUCN , chokes på plasticposer, som det tager for vandmænd .

    Forbrændingen af ​​de fleste plastfrigivelser frigiver mange forurenende stoffer og toksiske stoffer, især når det kommer til PVC ( organoklor ) .

    I 2012 producerede EU plus Norge og Schweiz 25 millioner ton plastaffald; (den omtrentlige) genanvendelsesgrad for plast er lig med 2% på verdensplan, 25% i Europa og 20% ​​i Frankrig.

    Den nordlige Stillehavs affaldshvirvel (vortex eller gyre) indeholder en sådan ophobning af plast, at den kaldes det "syvende kontinent". En WWF- undersøgelse, der blev offentliggjort i 2019, indikerer, at mængden af ​​plastaffald, der er akkumuleret i havet, kan fordobles inden 2030 og nå 300 millioner tons.

    Et andet fænomen, der stadig dukker op, er den massive diffusion siden 1990'erne af mikroplast og plastmikroperler i hundredvis af kosmetiske produkter, tandpastaer, sæber og shampooer, som vi finder i form af affald, der er dårligt tilbageholdt af rensningsstationerne , i floder, søer og havet .

    I menneskelig mad

    Fisk og skaldyr er en vigtig kilde til protein for mennesker (6,1% af diætproteinet i verden i 2007). De microplastics indtages af fisk , toskallede bløddyr og skaldyr forbruges af mennesker, som er placeret for enden af fødekæden . Ifølge en rapport bestilt af WWF fra University of Newcastle (Australien) , og offentliggjort i 2019, kunne et gennemsnitligt individ indtage op til fem gram plast hver uge.

    Søg efter løsninger

    Flere forskere er interesserede i biologisk nedbrydning af plast ved mikroorganismer. I 2019 opdagede forskere ved det tekniske universitet på Kreta især, at bakterier var i stand til at fordøje plast. De brugte to typer forvitret plast til dette, polyethylen og polystyren, som de introducerede i en saltopløsning indeholdende enten pelagiske bakterier eller bakterier, der kun kan leve med plast som kilde til kulstof. Forskere fulgte materialerne i 5 måneder. Resultaterne viste, at vægten af ​​polyethylen var faldet med 7%, og vægten af ​​polystyren med 11%, hvilket gav håb om effektivt at ødelægge forurening fra havet og havet.

    I 2019 præsenterer den hollandske NGO The Ocean Cleanup Interceptor , en autonom pram, der kører på solenergi, hvis mål er at genvinde affald fra floder ved hjælp af flyde. Automatisk, når springene er fulde, bringer båden dem tilbage til et sorteringscenter . To prototyper testes i Indonesien og Malaysia .

    Genbrug

    Den genanvendelse er en fremgangsmåde til behandling af materialer, som tillader at genindføre i produktionscyklussen for et produkt, de materialer, der indgår heri.

    Ifølge plastatlaset fra Heinrich-Böll Foundation var der kun 600 Mt af de 9.200  Mt plast produceret mellem 1950 og 2017, der  blev genanvendt; 900  Mt er blevet forbrændt, 2.200  Mt er i brug og 5.000  Mt er blevet kasseret. I 2017 blev kun 14% af plastemballagen genanvendt. Frankrig er en af ​​de største forbrugere af plast i Europa: det bruger 4,8  mio . Ton om året eller 70 kg pr. Indbygger. Emballage er den største forbruger af plast (45%); de er ansvarlige for næsten 60% af de 3,5  Mt plastaffald, der produceres hvert år, og deres genanvendelsesgrad er 26%.

    Problemet med genbrugspolymerer skyldes i det væsentlige, at de sjældent bruges alene. For at lette formning bruger industrielle processer ofte blødgørere og fyldstoffer. Faktisk kræver fremstillingen af ​​en "genbrugt" plastflaske på den ene side genbrugsplast og på den anden side jomfru plast. Den nuværende procentdel af genanvendt plast i en plastflaske er omkring 25%. Nogle mærker som Évian ønsker at opnå en sats på 100%. Andre virksomheder (f.eks. Coca Cola) er undertiden udpeget, fordi de siger, at de vil nå en bestemt sats, når det i virkeligheden ser ud til, at de ikke gør en indsats for at nå deres mål. Nye processer gør det dog muligt at genbruge polymerer i slutningen af ​​deres levetid.

    På grund af deres høje brændværdi tillader de energigenvinding ved forbrænding (produktion af elektricitet eller varme til industriel eller husholdningsbrug). Du kan også gå videre ved at:

    Det meste af emballagen til hverdagsprodukter er baseret på plast. Talrige stadier af transformation af polymeren er nødvendige for dette. Hver transaktion tilføjer værdi til produktet. Den observerede tendens er, at omkostningerne ved genbrug øges betydeligt, hvis der ønskes et materiale med høj renhed.

    For at hjælpe med genbrug af engangsartikler designede Plastic Industry Society i 1988 et mærkesystem til hver type plast, harpiksidentifikationskoden . Emballage ved hjælp af dette system er markeret med en piltrekant inde i hvilket er et tal, der angiver den anvendte plasttype:

    1. PET eller PETE: poly (ethylenterephthalat)  : bruges normalt til mineralvand, sodavand og frugtsaftflasker, emballage, blærer , fyld. Dets farlighed for helbredet drøftes. En undersøgelse foreslog, at plasten i flasker frigiver hormonforstyrrende stoffer i vandet, men resultaterne og metodologien i denne undersøgelse er blevet udfordret af andre eksperter og fødevaresikkerhedsagenturer;
    2. HDPE eller HDPE: polyethylen med høj densitet  : visse flasker, kolber og mere generelt halvstiv emballage. Anses for sikker til madbrug;
    3. V eller PVC: polyvinylchlorid  : anvendes til rør, rør, havemøbler , gulve, vinduesprofiler, skodder, vaskemiddelflasker, viskestykker. Potentielt farligt til brug af fødevarer (kan indeholde dioxiner, bisphenol A , kviksølv, cadmium);
    4. LDPE eller LDPE: polyethylen med lav densitet  : presenninger, skraldeposer , poser, film, fleksible beholdere. Anses for sikker til madbrug;
    5. PP: polypropylen  : anvendes i bilindustrien (udstyr, kofangere ), legetøj og i fødevareindustrien (emballage). Anses for sikker til madbrug;
    6. PS: polystyren  : varmeisoleringsplader til bygninger , madbakker (ekspanderet polystyren), engangsbestik og kopper, cd-kasser, emballage (skum og film), legetøj, køkkenredskaber , kuglepenne  osv. Farligt, især i tilfælde af forbrænding (indeholder styren );
    7. ANDET eller O: hvilken som helst anden plast end dem, der er nævnt fra 1 til 6. F.eks. Inkluderer polycarbonatbaseret plast; bisphenol A- polycarbonater er potentielt giftige.

    Fra og med 2018 nægter udviklingslande som Kina og Indonesien at importere plastaffald til genbrug.

    Noter og referencer

    1. Gerhard Fauner og Wilhelm Endlich ( overs.  E. Degrange), Manual til collageteknikker [“  Angewandte Klebtechnik: Ein Leitfaden und Nachschlagewerk für die Anwendung von Klebstoffen in der Technik  ”], Paris / München, Soproge / Carl Hanser Verlag , 1979 ( hanser) -1984 (soproge), 234  s. ( ISBN  978-3-446-12767-8 og 3-446-12767-4 ) , s.  10-11.
    2. Beskrivelse af fragmenterne af et basrelief fra Vizier Rekhmires grav fra Theben i 1470 f.Kr. AD (efter G. Fauner og W. Endlich, citeret ovenfor).
    3. Den radikal polymerisation af ethylen opererer under et tryk på 150 til 300  M Pa , dvs. ~ 1.500 - 3.000  bar , den initiator er dioxygen eller et organisk peroxid . Undertiden polymerisationsprocesser reaktorer eksploderede lige under hætten af deres manipulatorer .
    4. OQLF , "  Typografi - varemærker  " ,2002.
    5. For at forfine fremstillingsprocessen besluttede embedsmænd i Du Pont at mobilisere ikke mindre end 230 forskere.
    6. Det generiske akronym for polyurethaner er PUR, men termoplastiske (lineære kæde) polyurethaner omtales ofte som TPU.
    7. Portugue dannet med de to første bogstaver i butadien og natrium, natrium på tysk ( initiativtager til den anioniske polymerisering af butadien er natrium).
    8. Den tidligere britiske cyklist Chris Boardman brød verdensrekordstiden på en cykel Kevlar fra 7,1  kg i 1993 .
    9. Luftfartsindustrien bruger især fibrene med lav densitet af Kevlar (ikke-skøre fibre, d ~ 1,45) og kulstof ( d ~ 1,74). For eksempel repræsenterer kompositmaterialer 35% af vægten af Airbus A400M Atlas .
    10. Introduktionen af ​​aluminiumpulver i polyacetaler eller polyamider har gjort det muligt at opnå ledende støbninger, der kan belægges med metaller.
    11. Karakteristika afhænger af molmassen, fremstillingsprocessen, fugtindholdet og krystallinitetshastigheden.
    12. T f og T r betegne smeltetemperaturen for en semikrystallinsk polymer og blødgøringstemperaturen for en amorf polymer, henholdsvis. Sidstnævnte kan måles simpelthen i laboratoriet ved hjælp af "ball and ring" -metoden .
    13. Maksimal kontinuerlig brugstemperatur.
    14. De siliconer er uorganiske polymerer , fordi bestå af sekvenser - Hvis - O -.
    15. Visse stoffer (upolymeriserede monomerer, katalytiske rester, forskellige urenheder  osv. ) Kan være utilsigtet til stede i harpiksen. En fase med vask af harpiksen kan fjerne dem.
    16. læse online , fransk Society of Chemistry , Plast , 8 th  ed. , 2009.
    17. Smelteflowindekset (MFI, se senere) er for eksempel et mål for den gennemsnitlige molære masse af en termoplastisk prøve. Disse to størrelser er omvendt proportionale, så en prøve med et højt smelteflowindeks, selvom det er let at behandle, vil have relativt lav mekanisk styrke.
    18. For termoplastiske materialer er fyldstoffer ikke essentielle stoffer; det var først fra 1950 med energikrisen, at de i stigende grad blev inkorporeret for at reducere omkostningerne. På den anden side har støbte termohærdende materialer altid indeholdt fyldstoffer af forskellige typer og former: de er generelt assimileret med kompositmaterialer.
    19. Den kridt , udbredt, er den billigste belastning. Det er ofte overtrukket med for eksempel stearinsyre for at forbedre dispersionen i matrixen.
    20. Asbest på grund af sundhedsrisici bruges ikke længere.
    21. (in) Foreløbig liste over tilsætningsstoffer anvendt i plast [PDF] (om EU-regler om tilsætningsstoffer til plast), 14. august 2008, 6  s. (adgang til 11. november 2012).
    22. materiale kan være en komponent [harpiks og hærder blandet; hærdning nødvendig for tværbinding (termisk frigivelse)] eller to-komponent (hærder adskilt fra harpiksen; disse to produkter blandes kun på brugstidspunktet).
    23. De flammehæmmere anvendes i komponenter, som varme; for eksempel PBB'er og PBDE'er , to grupper af giftige bromerede kemikalier. I henhold til RoHS-direktivet må elektrisk og elektronisk udstyr ikke indeholde mere end 0,1 vægtprocent PBB og PBDE.
    24. forarbejdningslethed, snævre tolerancer, stivhed og temperaturbestandighed er begrænsninger, der skal respekteres, afhængigt af anvendelsen.
    25. (in) Plasticadditiver Markedsstørrelse, andel & tendenser Analyserapport efter funktion (stabilisatorer, processeringshjælpemidler) Efter produkt (blødgørere, flammehæmmende stoffer), efter region, segment og prognoser, 2015-2022 , 2016, oversigt
    26. (i) Alexander H. Tullo, blødgører Makers vil have et stykke af kagen Phthalater , Chemical & Engineering News , Vol.  93, nr .  25, 2015, s.  16–18 .
    27. Polymerkomponenter (huse, elektriske kontaktbeslag, stik  osv. ) Anvendes i vid udstrækning i meget krævende elektriske og elektroniske industrier.
    28. De aromatiske aminer er forbudt til materialer til brug af fødevarer.
    29. En anvendelse af termogravimetrisk analyse (TGA) er orienteret mod undersøgelse af områderne med termisk stabilitet og nedbrydningskinetik (indflydelse af antioxidantadditiv, dosering af vand, opløsningsmiddel) eller mod måling af harpiksindholdet i et kompositmateriale.
    30. Visse organiske farvestoffer udgør et problem ved injektion, fordi de ændrer blandingens viskositet og derfor fyldningen af ​​formen. De skal være stabile ved behandlingstemperaturen (nogle gange op til 280  ° C ). Eksempler: azo og anthraquinonics .
    31. I den lineære struktur kan molekylære kæder bevæge sig lettere end i den tværbundne struktur. En tredimensionel struktur, som praktisk talt ikke tillader rotation omkring bindingerne, øger den molekylære stivhed og ændrer følgelig de fysisk-kemiske egenskaber.
    32. PVC er en amorf eller svagt krystallinsk polymer afhængigt af kvaliteten .
    33. Krympningen af ​​semikrystallinsk materiale er større end for amorft materiale, fordi dets struktur er mere kompakt.
    34. Hvis vi f.eks. Sammenligner to typer polymerer, angiver en høj smelteindeksværdi lettere forarbejdning. I transformationsprocesser, der involverer høje forskydningshastigheder (for eksempel sprøjtestøbning), skal der vælges en polymer med højt indeks og derfor med lav molær masse (for at minimere tryktabet i de forskellige fødekredsløb, hvis materialet injiceres i en form ).
    35. Til denne model, den maksimale låsning kraft af formen er 1370  kN , eller ~ 140 ”tons” (enhed almindeligvis anvendes inden for faget); det injicerbare volumen for hver injektionsenhed er forskelligt.
    36. Ved udløbet fra en ekstruderdyse, for at holde profilen tilstrækkelig mekanisk styrke, er det nødvendigt at anvende en polymer med tilstrækkelig høj molmasse.
    37. For termoplast er indsprøjtningstrykket meget højt (ca. 50 til 180  MPa afhængigt af materialet), ligesom produktionshastighederne ( ca. 10 til 60 s cyklus  pr. Del).
    38. molære masse UHMWPE varierer fra 1 til 5 x 10 6  g mol -1 ( kirurgiske implantater , til plader erstatte is i skøjtebaner , faste fibre til fremstilling af skudsikre veste,  osv ).
    39. Disse materialer betragtes ikke som "plastiske" materialer, fordi de ligger uden for plastindustriens anvendelsesområde.
    40. Den valens af den monomere enhed gør det muligt at klassificere polymererne i lineære og tredimensionale, men visse mellemliggende strukturer ( forgrenede polymerer, lamellare polymerer) kan kun vanskeligt sidestilles med den ene eller den anden kategori.
    41. Må ikke forveksles med "  slagpolystyren  " (SB), som er en "blok" -copolymer af styren - butadien  ; indholdet af enheder styren SB er fremherskende.
    42. liste fra forskellige kilder og delvist fra: Huthig Verlag - Regloplas AG / Motan GmbH, Temperaturtabellen - Temperatur Tabeller -borde Børnemøbler Temperaturer i serien "  Plast Praxis  ", 13 th  ed. , 2002, ( ISBN  3-7785-3019-4 ) .
    43. Delvist fra H. Domininghaus , The Most Usual Plastics , Hoechst AG .
    44. Alifatiske polyamider er de mest almindeligt producerede [poly caprolactam (PA-6), polyhexamethylenadipamid (PA-6,6)  osv. ]. PA-11 (Rilsan) syntetiseres fra ricinusolie  ; det er en ikke-biologisk nedbrydelig biobaseret bioplast.
    45. Surlyn er en ionomer  : tilfældig copolymer af ethylen med 1 til 10% af en umættet carboxylsyre ( methacrylsyre ); iondannelse med kationer såsom Na + , K + eller Mg 2+ (skudsikre vinduer osv.).
    46. CV - AV- copolymer . Harpiksen ved ca. 10% AV blev brugt til presning af LP-diske .
    47. 60% CV -40% AN copolymer  ; ikke-brændbare fibre, der er resistente over for kemiske stoffer ( industrielle filtre ).
    48. 85% vinylidenchlorid-15% CV- copolymer (kode PVDC); viser meget lav brændbarhed: ILO ( begrænsende iltindeks ) = 60 (meget høj værdi, efterspurgt) (emballagefilm, industrielle filtre, polstringsstoffer, vandtætte reb).
    49. Deres termostabilitet skyldes henholdsvis tilstedeværelsen af ​​phenylen-, fluor- og siliciumringe .
    50. Muryel Jacque, "  Plastkrisen i ti grafik  " , Les Échos ,4. marts 2020.
    51. (i) Michel Biron, Termoplast og Termoplastisk Composites , William Andrew2012, s.  31.
    52. Roselyne Messal, "  Genvinding af plastaffald i Europa og Frankrig: der skal stadig gøres fremskridt ...  " , nr .  371-372 , på lactualitechimique.org , L'Act. Chim. ,Februar-marts 2013(adgang til 11. marts 2013 ) ,s.  12.
    53. (da) "  Plast - fakta 2015: En analyse af europæisk plastproduktion, efterspørgsel og affaldsdata  " , på Issuu , PlasticsEurope,2015(adgang til 12. april 2016 ) .
    54. (i) Tuula Honkonen Sabaa og A. Khan, kemikalier og affald Governance Beyond 2020 , Nordisk Ministerråd,2017, s.  37.
    55. Clémentine Thiberge, "  Siden 1950 har mennesket fremstillet 8,3 milliarder ton plast  " , lemonde.fr,20. juli 2017(adgang 20. juli 2017 ) .
    56. PVC, PP og PE har meget lave priser, omkring tusind € / t (store produktionsvolumener) derimod koster PEEK eller nogle polyimider omkring hundrede gange dyrere (i 2008).
    57. Pierre Gilbert, "  " Produktionen af ​​plast vil stige med 40% i de næste 10 år "- Interview med Jacques Exbalin  " , Le vent se leeve ,17. juni 2019.
    58. Sylvie Burnouf, "  Hvert år forurener 11.200 tons fransk plastaffald Middelhavet  " , Le Monde ,7. juni 2019.
    59. Raphaëlle Besançon, "  Surfrideralarm om mikroplastisk forurening i vores floder  " , om Frankrig 3 Normandie ,17. maj 2019.
    60. Generalkommissionen for Bæredygtig Udvikling , "  Miljøet i Frankrig i 2019: Syntese-rapport  " ,28. oktober 2019, s.  149-150.
    61. Miljø: plastindustrien står over for et hidtil uset pres , Les Échos , 12. juni 2019.
    62. Zhao RX, Torley, P. og Halley, PJ (2008), Emerging biodegradable materials: stivelses- og proteinbaserede bionanokompositter , Journal of Materials Science , 43, 3058-3071, citeret i Robinson DKR og Morrison MJ (2010), Nanoteknologier til fødevareemballage: Rapportering af videnskab og teknologiforskningstendenser: Rapport for ObservatorietNANO , august 2010, på observatorynano.eu
    63. Marsh K. og Bugusu B. (2007), Food Packaging - Roller, Materialer og miljøspørgsmål , Journal of Food Science , 72, R39-R55, nævnt i Robinson DKR og Morrison MJ (2010), nanoteknologi for emballage til fødevarer: Rapportering af videnskab og teknologiforskningstendenser: Rapport for ObservatoryNANO , august 2010, på observatorynano.eu
    64. Liste delvist efter Jean Bost , Plast: Kemi - applikationer , Paris, Teknik og dokumentation,1980, 1 st  ed. , 437  s. ( ISBN  2-85206-068-X ) , s.  430-436. ( 2 th  ed. 1985 ( ISBN  978-2-85206-287-0 ) )
    65. Tekniske dagers biopolymerer er transformeret! af 16. oktober 2008, European Plastics Pole (PEP), Oyonnax .
    66. (i) H. Takada Laboratoriet for Økologisk Geokemi, Tokyo University of Agriculture and Technology, "  International Pellet Watch: Ring for piller fra strandene verden! Global overvågning af vedvarende organiske forurenende stoffer (POP'er) ved hjælp af strandede plastharpikspiller  ” .
    67. (i) USAs miljøbeskyttelsesagentur, "  Plastic Pellets in the Aquatic Environment  " [PDF] ,1993.
    68. IFREMER, “  Mikropartikler  ” .
    69. F. Galgani , IFREMER, “  God økologisk status - deskriptor 10“ Egenskaber og mængder af havaffald, der ikke skader kyst- og havmiljøet  ” [PDF] .
    70. "Kemi truer reproduktion af mennesker", Le Monde , 25. november 2008, s.  1, 4.
    71. Hej mor bobo! , L'Obs , 25. september 2008 og [1] .
    72. INRS ark , ”  Pointen med viden om formaldehyd  ” ( Arkiv • Wikiwix • Archive.is • Google • Hvad gør? ) [PDF] , 3 rd ed. , Januar 2008 (adgang til 25. januar 2010).  
    73. "  At lave røg fra ping-pong-kugler  " på searchexperiment.olymp.in (adgang til 8. august 2014 ) .
    74. Hugh Demeude og Pascal Rossignol lyser SP skibe på broen - Ny GNR brand skib er sat op af FTC på pompiers.fr , spmag n o  954, februar 2004 (tilgængelige på en st september 2012).
    75. Gregory, Kirk og Marbin, pelagisk tjæreolie, plast og andet strøelse i overfladevand i den newzealandske sektor på det sydlige hav og på Ross afhængighedsbredder . New Zealand Antarctic Record, 6, 1984 nr .  1 ( s.  131-143).
    76. "  Plast, skadeligt affald for økosystemer  " , på lemonde.fr ,9. maj 2012(adgang til 26. februar 2018 ) .
    77. (da) Fotos af død albatross efter indtagelse af plastgenstande på Midway . På billederne "er ikke et eneste plaststykke flyttet, placeret, manipuleret, arrangeret eller ændret på nogen måde", siger kommentaren på engelsk.
    78. Geneviève De Lacour, kort med titlen 9% plast i fisk i Stillehavet , Journal de l'environnement , 4. juli 2011
    79. GEO , Special Mediterranean , Prisma Presse group, nr .  355 fra september 2008.
    80. "  Afbrænding af grønt affald i det fri  " [PDF] , på ademe.fr (adgang 15. januar 2020 ) .
    81. Gilles van Kote, "  Plast forbudt på europæiske lossepladser  " , på lemonde.fr/planete ,1 st december 2013(adgang 14. januar 2014 ) .
    82. "  Landet og havet kvæles under plastaffald  " , på Reporterre ,5. marts, 2019.
    83. State of World Fisheries and Aquaculture 2010 [PDF] , Food and Agriculture Organization, 2010.
    84. "  Fyrre forskere til vurdering af plastisk blødning i europæiske floder  " , Le Temps ,23. maj 2019.
    85. (en) Evdokia Syranidou et al. , "  Biologisk nedbrydning af blanding af plastfilm fra skræddersyede marine konsortier  " , Journal of Hazardous Materials , vol.  375, 05/08/2019 2018-8-5, s.  33-42 ( DOI  10.1016 / j.jhazmat.2019.04.078 , læs online ).
    86. AFP , "  'The Interceptor', en pram, der samler plast for at rense verdens mest forurenede floder  " , L'Obs ,27. oktober 2019.
    87. "  Evian-flasker vil blive lavet med 100% genanvendt plast  ", Le Parisien ,18. januar 2018( læs online , hørt 23. oktober 2018 ).
    88. "  Kontantundersøgelse - Plastik: den store alkohol (integreret)  " ,12. september 2018(adgang 23. oktober 2018 ) .
    89. "  Skal vi forbyde plastik vandflasker?"  " [ Arkiv af15. oktober 2011] , på lefigaro.fr ,21. april 2009(adgang til 8. juli 2016 ) .
    90. Jean-François Narbonne, "  Plastflasken er uden sundhedsrisiko  " , på lefigaro.fr ,11. maj 2009(adgang til 8. juli 2016 ) .
    91. "  Indonesien returnerer ulovligt importeret affald til Frankrig  ", Le Monde ,30. juli 2019( læs online ).

    Tillæg

    Bibliografi

    • Nathalie Gontard , plastik. Den store løbsk , Stock,2020, 220  s. ( ISBN  978-2-234-08848-1 )
    • Rémi Deterre og Gérard Froyer , Introduktion til polymermaterialer , Paris, Tec & Doc Lavoisier,1997, 212  s. ( ISBN  2-7430-0171-2 )
    • Michel Fontanille og Yves Gnanou , kemi og fysisk-kemi af polymerer , Paris, Dunod , coll.  "Sup Sciences",2014, 3 e  ed. , 576  s. ( ISBN  978-2-10-058915-9 )
    • René Bourgeois , Henri Chauvel og Jacques Kessler , Materials Engineering , Paris, Casteilla, coll.  "Memotech",2011, 2 nd  ed. , 536  s. ( ISBN  978-2-7135-3326-6 )
    • (en) Russell J. Crawford , Plastics Engineering , Oxford UK / Woburn (Mass.), Butterworth-Heinemann,1998, 3 e  ed. , 352  s. ( ISBN  0-7506-3764-1 )

    Relaterede artikler

    eksterne links