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Matière plastique

Jouets en matière plastique

Les matières plastiques sont des matériaux organiques de synthèse fondés sur l'emploi des macromolécules (polymères). Les caoutchoucs sont aussi regroupés sous cette appellation.

Matière plastique = résine de base + adjuvants + additifs

Bref historique.

• XVIe siècle : Christophe Colomb rapporte des plants de caoutchouc appelé ca-hu-chu par les indiens.
• 1736 : Le naturaliste français Charles Marie de La Contamine découvre les propriétés du caoutchouc naturel au Pérou.
• 1839 : Charles Goodyear invente le procédé de vulcanisation.
• 1869 : Les frères Hyatt inventent le Celluloïd ou nitrate de cellulose (par mélange de cellulose du bois à chaud avec du camphre) suite à un embargo de boules de billard en ivoire pendant la guerre de Sécession aux États-Unis d'Amérique.
• 1880 : invention du polychlorure de vinyle (PVC).
• 1905 : acétate de cellulose ou Rhodoïd.
• 1907 : la bakélite.
• 1917 : la cellophane.
• 1927 : polyméthacrylate de méthyle (PMMA), commercialement connu sour les noms de Plexiglas et d'Altuglas.
• 1930 : le polystyrène.
• 1933 : le polyéthylène
• 1940 : le polyuréthane.
• 1941 : le polyamide par Carothers
• 1941 : silicone.
• 1947 : l'époxyde.
• 1953 : le polypropylène.

Chimie

La matière de base (la résine) est un mélange de molécules en longues chaînes appelées polymères.

Origine des matières plastiques

• Matières minérales : pétrole, gaz, charbon, calcaire, sel, sable, etc.
• Matières animales : lait (caséïne), etc.
• Matières végétales : bois, coton, alcool, ricin, maïs, etc.

Composition générale

En sus de la résine, les additifs et adjuvants sont là pour améliorer les propriétés chimiques et physiques du matériau, notamment la résistance aux chocs, la couleur, la plasticité, la résistance au vieillissement, etc.

• la résine de base.
• les adjuvants et additifs.
  • plastifiants : en général liquides ou visqueux, permettent de rendre la résine souple et élastique.
  • lubrifiants : facilitent le moulage.
  • pigments : donnent la couleur du plastique.
  • stabilisants : retardent la transformation du plastique, résistance aux ultraviolets (sels métalliques de plomb, étain, baryum, sodium, etc).
  • charges ou renforts : diminuent le coût, augmentent la résistance mécanique (marques kevlar et teflon).
    • charges minérales : amiante, graphite, silice, fibre de verre, mica, etc.
    • charges organiques : farine de bois, fibres naturelles ou synthétiques, etc.
  • anti-statique : s'oppose au dépôts de poussières en rendant le plastique conducteur en surface.
  • fongicide : résistant aux micro-organismes, asepsie.
  • ignifugeant : retardant la propagation des flammes.
  • solvants : pour peintures (enduction).

Présentation, mise en forme

En tant que matière première le matériau plastique est commercialisé sous différentes formes :

• résine pâteuse.
• résine liquide.
• granulés.
• billes.
• poudre.
• mousse.
• profilés, stratifiés.
• plaques, blocs, feuilles.
• fibres, fils.

Familles de matières plastiques.

Thermoplastiques

Les thermoplastiques se déforment et sont façonnables sous l'action de la chaleur, reprennent leur forme initiale en refroidissant sauf dans le cas de réchauffements répétés.

Les plus célèbres sont le PVC (gaines de câble, tubes, etc), le polystyrène (jouets, ustensiles de cuisine, etc), les acryliques, les polyamides, les polyolefines (polypropyléne, polyethylene haute ou basse densité).

Thermodurcissables

Les thermodurcissables prennent leur forme définitive au premier refroidissement, la réversibilité est impossible.

Les plus célèbres sont les phénoplastes (bakélite), les polyesters (formica).

Principaux plastiques

Techniques de transformation

• Moulage par injection
• Extrusion
• Calandrage
• Thermoformage
• Expansion
• Compression
• Composites
• Moussage
• etc.

Voir aussi

• Plastique
• Polymère
• Sciences des matériaux

Lien externe

• « Macrogalleria le cibermonde merveilleux des polymères »
• « CAMPUS. Material information system for the plastics industry » (en anglais)