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Plastiques
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Le plastique est le terme général commun pour une large gamme de matériaux solides amorphes organiques synthétiques ou semi-synthétiques adaptés à la fabrication de produits industriels. Les plastiques sont généralement des polymères de haut poids moléculaire et peuvent contenir d'autres substances pour améliorer les performances et / ou réduire les coûts. Le mot Plastique dérive du grec (plastikos) qui correspond au moulage, et (plastos) signifiant moulé. Il se réfère à leur malléabilité, ou leur plasticité pendant leur fabrication, qui leur permet de couler, de presser ou d'extruder dans une énorme variété de formes telles que des films, des fibres, des plaques, des tubes, des bouteilles, des boîtes et bien plus encore. Le mot commun en plastique ne doit pas être confondu avec le plastique adjectif technique, qui s'applique à tout matériau qui subit un changement de forme permanent (déformation plastique) lorsqu'il est tendu au-delà d'un certain point. L'aluminium, par exemple, est plastique dans ce sens, mais pas un plastique au bon sens; en revanche, dans leurs formes finies, certains plastiques vont se casser avant de se déformer et ne sont donc pas plastiques au sens technique.

Il existe deux types de plastiques: thermoplastiques et thermodurcissables.
  • Les thermoplastiques seront ramollis et fondus si une quantité suffisante de chaleur est appliquée; Les exemples sont le polyéthylène, le polystyrène et le PTFE.
  • Les thermodurcissables ne se ramollissent pas ou ne fondent pas, quelle que soit la quantité de chaleur appliquée. Exemples: Micarta, GPO, G-10

    Vue d'ensemble:
    Les plastiques peuvent être classés par leur structure chimique, à savoir les unités moléculaires qui composent l'épine dorsale du polymère et les chaînes latérales. Certains groupes importants dans ces classifications sont les acryliques, les polyesters, les silicones, les polyuréthanes et les plastiques halogénés. Les matières plastiques peuvent également être classées par le procédé chimique utilisé dans leur synthèse; par exemple, comme condensation, polyaddition, réticulation, etc. D'autres classifications sont basées sur des qualités pertinentes pour la fabrication ou la conception du produit. Des exemples de telles classes sont les thermoplastiques et thermodurcissables, élastomères, structurels, biodégradables, électriquement conducteurs, etc. Les plastiques peuvent également être classés par diverses propriétés physiques telles que la densité, la résistance à la traction, la température de transition vitreuse, la résistance à divers produits chimiques, etc. En raison de leur coût relativement faible, de leur facilité de fabrication, de leur polyvalence et de leur imperméabilité à l'eau, les plastiques sont utilisés dans une vaste gamme de produits allant des trombones aux vaisseaux spatiaux. Ils ont déjà déplacé de nombreux matériaux traditionnels, tels que le bois; pierre; corne et os; cuir; papier; métal; verre; et la céramique, dans la plupart de leurs anciennes utilisations. L'utilisation des plastiques est limitée principalement par leur chimie organique, ce qui limite sérieusement leur dureté, leur densité et leur capacité à résister à la chaleur, aux solvants organiques, à l'oxydation et aux rayonnements ionisants. En particulier, la plupart des plastiques vont fondre ou se décomposer lorsqu'ils sont chauffés à quelques centaines de degrés celsius. Bien que les plastiques puissent être réalisés électriquement conducteurs dans une certaine mesure, ils ne correspondent toujours pas aux métaux comme le cuivre ou l'aluminium. [La citation nécessaire] Les plastiques sont encore trop coûteux pour remplacer le bois, le béton et la céramique dans des objets volumineux comme les bâtiments ordinaires, les ponts, les barrages, chaussée, liens de chemin de fer, etc.

    Structure chimique:
    Les thermoplastiques communs varient de 20 000 à 500 000 en masse moléculaire, tandis que les matières thermodurcissables sont supposées avoir un poids moléculaire infini. Ces chaînes sont constituées de nombreuses unités moléculaires répétées, appelées unités répétées, dérivées de monomères; chaque chaîne de polymère aura plusieurs milliers d'unités répétées. La grande majorité des plastiques sont composés de polymères de carbone et d'hydrogène seul ou avec de l'oxygène, de l'azote, du chlore ou du soufre dans l'ossature. (Certains des intérêts commerciaux sont basés sur le silicium.) L'épine dorsale est la partie de la chaîne sur le «chemin» principal reliant un grand nombre d'unités répétées. Pour faire varier les propriétés des plastiques, l'unité répétée avec différents groupes moléculaires "suspendus" ou "pendants" à partir de l'ossature, (généralement ils sont "accrochés" dans le cadre des monomères avant de relier les monomères ensemble pour former la chaîne polymère). Cette personnalisation par la structure moléculaire de l'unité répétée a permis aux plastiques de devenir une partie indispensable de la vie du XXIe siècle en ajustant les propriétés du polymère.

    Certains plastiques sont partiellement cristallins et partiellement amorphes en structure moléculaire, ce qui leur confère à la fois un point de fusion (la température à laquelle les forces intermoleculaires attrayantes sont surmontées) et une ou plusieurs transitions en verre (températures au-dessus desquelles l'étendue de la flexibilité moléculaire localisée augmente sensiblement) . Les plastiques dits semi-cristallins comprennent le polyéthylène, le polypropylène, le poly (chlorure de vinyle), les polyamides (nylons), les polyesters et certains polyuréthanes. De nombreux plastiques sont complètement amorphes, tels que le polystyrène et ses copolymères, le poly (méthacrylate de méthyle) et tous les thermodurcissables.

    Histoire des plastiques:
    Le premier plastique fabriqué par l'homme a été inventé par Alexander Parkes en 1855; il appela cette Parkesine en plastique (plus tard appelée celluloïd). Le développement des matières plastiques provient de l'utilisation de matières plastiques naturelles (p. Ex., Chewing gum, shellac) à l'utilisation de matériaux naturels chimiquement modifiés (p. Ex., Caoutchouc, nitrocellulose, collagène, galalite) et enfin à des molécules complètement synthétiques (p. Ex. Bakélite , époxy, chlorure de polyvinyle, polyéthylène).

    Types de plastiques:
    Plastiques à base de cellulose
    En 1855, un Anglais de Birmingham nommé Alexander Parkes a développé un remplacement synthétique pour l'ivoire qu'il a commercialisé sous le nom commercial Parkesine et qui a remporté une médaille de bronze lors de la foire mondiale de 1862 à Londres. La parkesine était fabriquée à partir de cellulose (le principal composant des parois cellulaires végétales) traitée avec de l'acide nitrique et un solvant. La sortie du procédé (communément appelé nitrate de cellulose ou pyroxiline) pourrait être dissoute dans de l'alcool et durcie dans un matériau transparent et élastique qui pourrait être moulé lorsqu'il est chauffé. En incorporant des pigments dans le produit, il pourrait être fait pour ressembler à l'ivoire.

    Bakelite
    Le premier plastique à base de polymère synthétique a été fabriqué à partir de phénol et de formaldéhyde, avec les premières méthodes de synthèse viables et peu coûteuses inventées en 1909 par Leo Hendrik Baekeland, un américain belge vivant dans l'état de New York. Baekeland recherchait une gomme isolante pour revêtir les fils dans les moteurs électriques et les générateurs. Il a constaté que les mélanges de phénol (C6H5OH) et de formaldéhyde (HCOH) formaient une masse collante lorsqu'ils étaient mélangés et chauffés, et la masse devenait extrêmement dure si on pouvait la refroidir. Il a continué ses recherches et a constaté que le matériel pourrait être mélangé avec de la farine de bois, de l'amiante ou de la poudre d'ardoise pour créer des matériaux "composites" avec des propriétés différentes. La plupart de ces compositions étaient fortes et résistantes au feu. Le seul problème était que le matériau avait tendance à mousser pendant la synthèse, et le produit résultant était de qualité inacceptable. Baekeland a construit des récipients sous pression pour forcer les bulles et fournir un produit homogène et homogène. Il annonça publiquement sa découverte en 1912, en le nommant bakélite. Il a été utilisé à l'origine pour les pièces électriques et mécaniques, qui ont finalement été largement utilisés dans les biens de consommation dans les années 1920. Lorsque le brevet de Bakelite a expiré en 1930, la société Catalin a acquis le brevet et a commencé à fabriquer du plastique catalin à l'aide d'un procédé différent qui permettait une gamme plus large de colorants. La baquelite était le premier véritable plastique. C'était un matériau purement synthétique, non basé sur des matériaux ou même des molécules trouvées dans la nature. C'était aussi le premier plastique thermodurcissable. Les thermoplastiques classiques peuvent être moulés et ensuite fondus à nouveau, mais les plastiques thermodurcissables forment des liaisons entre les polymères des brins lors de la guérison, créant une matrice enchevêtrée qui ne peut être défaite sans détruire le plastique. Les plastiques thermodurcis sont résistants et résistent à la température. Bakelite était bon marché, solide et durable. Il a été moulé en milliers de formes, comme les radios, les téléphones, les horloges et les boules de billard. Les plastiques phénoliques ont été largement remplacés par des plastiques moins chers et moins fragiles, mais ils sont encore utilisés dans des applications nécessitant des propriétés isolantes et résistantes à la chaleur. Par exemple, certaines plaques de circuits électroniques sont constituées de feuilles de papier ou de tissu imprégnés de résine phénolique.

    Les feuilles phénoliques, les tiges et les tubes sont produits dans une grande variété de notes sous différentes marques.
  • Micarta est la norme de l'industrie pour les formes semi-finies phénoliques de haute qualité. Les notes les plus courantes de ce phénolique industriel sont le Canvas, le Lin et le Papier.

    Polystyrène et PVC
    Après la Première Guerre mondiale, l'amélioration de la technologie chimique a entraîné une explosion de nouvelles formes de matières plastiques. Parmi les premiers exemples dans la vague de nouveaux plastiques figuraient le polystyrène (PS) et le chlorure de polyvinyle (PVC), développé par IG Farben en Allemagne.

    Le polystyrène est un plastique rigide, fragile et peu coûteux qui a été utilisé pour fabriquer des kits de modèles en plastique et des bibelots similaires. Ce serait également à la base de l'un des plastiques "expansés" les plus populaires sous le nom de mousse de styrène ou de styromousse. Les plastiques en mousse peuvent être synthétisés sous une forme de "cellule ouverte", dans laquelle les bulles de mousse sont interconnectées, comme dans une éponge absorbante, et "cellule fermée", dans laquelle toutes les bulles sont distinctes, comme des ballons minuscules, comme dans des gaz dispositifs d'isolation et de flottation en mousse. À la fin des années 1950, High Impact Le styrène a été introduit, ce qui n'était pas fragile. Il trouve beaucoup d'utilisation actuelle comme substance de la signalisation, des plateaux, des figurines et des nouveautés.

    Le PVC a des chaînes latérales incorporant des atomes de chlore, qui forment des liens solides. Le PVC dans sa forme normale est rigide, fort, résistant à la chaleur et aux intempéries, et est maintenant utilisé pour fabriquer de la plomberie, des gouttières, des revêtements de maisons, des boîtiers pour ordinateurs et autres équipements électroniques. Le PVC peut également être ramolli avec un traitement chimique et, sous cette forme, il est maintenant utilisé pour l'emballage rétractable, l'emballage alimentaire et l'équipement de pluie.

    Nylon
    La vraie étoile de l'industrie des plastiques dans les années 1930 était le polyamide (PA), beaucoup mieux connu par son nom commercial en nylon. Le nylon a été la première fibre purement synthétique, présentée par DuPont Corporation lors de la Foire mondiale de 1939 à New York. En 1927, DuPont avait commencé un projet de développement secret appelé Fiber66, sous la direction du chimiste de Harvard Wallace Carothers et du directeur du département de chimie Elmer Keizer Bolton. Carothers avait été embauché pour effectuer une recherche pure, et il a travaillé à comprendre la structure moléculaire et les propriétés physiques des nouveaux matériaux. Il a pris quelques-unes des premières étapes dans la conception moléculaire des matériaux. Son travail a conduit à la découverte de la fibre de nylon synthétique, qui était très forte mais aussi très flexible. La première application était pour les poils pour les brosses à dents. Cependant, la cible réelle de Du Pont était la soie, en particulier les bas de soie. Carothers et son équipe ont synthétisé un certain nombre de polyamides différents, y compris le polyamide 6.6 et 4.6, ainsi que les polyesters. DuPont a douze ans et 27 millions de dollars US pour affiner le nylon et synthétiser et développer les procédés industriels pour la fabrication en vrac. Avec un investissement aussi important, il n'était pas surprenant que Du Pont ait épargné peu de frais pour promouvoir le nylon après son introduction, créant une sensation publique ou une «manie de nylon». La manie de nylon s'est brusquement arrêtée à la fin de 1941 lorsque les États-Unis sont entrés en deuxième guerre mondiale. La capacité de production qui avait été construite pour produire des bas de nylon, ou simplement des nylons, pour les femmes américaines a été prise pour fabriquer un grand nombre de parachutes pour les pilotes et les parachutistes. Une fois la guerre terminée, DuPont est retourné à la vente de nylon au public, engagé dans une autre campagne promotionnelle en 1946 qui a entraîné un engouement encore plus grand, déclenchant les émanations de nylon.

    Ensuite, les polyamides 6, 10, 11 et 12 ont été développés sur la base de monomères qui sont des composés cycliques; p. ex. caprolactame.nylon 66 est un matériau fabriqué par polymérisation par condensation.
    Les nylons restent encore des plastiques importants, et pas seulement pour les tissus. En vrac, il est très résistant à l'usure, en particulier s'il est imprégné d'huile, et est donc utilisé pour construire des engrenages, des paliers, des douilles, et en raison de la bonne résistance à la chaleur, de plus en plus pour les applications sous le capot dans les voitures et autres mécaniques les pièces.

    Caoutchouc naturel
    Le caoutchouc naturel est un élastomère (un polymère hydrocarboné élastique) qui était à l'origine dérivé du latex, une suspension colloïdale laiteuse trouvée dans la sève de certaines plantes. Il est utile directement dans cette forme (en effet, la première apparition du caoutchouc en Europe est imperméable à l'épreuve du latex non vulcanisé du Brésil), mais plus tard, en 1839, Charles Goodyear a inventé du caoutchouc vulcanisé; Ceci est une forme de caoutchouc naturel chauffé avec, principalement, des liaisons croisées en soufre entre des chaînes polymères (vulcanisation), améliorant l'élasticité et la durabilité. Le plastique est très connu dans ces domaines.

    Caoutchouc synthétique
    Le premier caoutchouc entièrement synthétique a été synthétisé par Lebedev en 1910. Dans la Seconde Guerre mondiale, l'approvisionnement en blocs de caoutchouc naturel en provenance de l'Asie du Sud-Est a entraîné une expansion du caoutchouc synthétique, notamment le caoutchouc styrène-butadiène (alias Government Rubber-Styrene). En 1941, la production annuelle de caoutchouc synthétique aux États-Unis était de seulement 231 tonnes, qui a augmenté à 840 000 tonnes en 1945. Dans la course spatiale et la course aux armements nucléaires, les chercheurs de Caltech ont expérimenté l'utilisation de caoutchoucs synthétiques pour le combustible solide pour les roquettes. En fin de compte, toutes les grandes roquettes et missiles militaires utiliseraient des combustibles solides à base de caoutchouc synthétique, et ils joueraient également un rôle important dans l'effort spatial civil.

    Autres plastiques
    Le méthacrylate de polyméthyle (PMMA), mieux connu sous le nom de verre acrylique . Bien que les acryliques soient maintenant bien connus pour leur utilisation dans les peintures et les fibres synthétiques, comme les fourrures fausses, elles sont en réalité très dures et plus transparentes que le verre et sont vendues sous forme de remplacements de verre sous des noms commerciaux tels que class = bluelink> Acrylite, Perspex, Plexiglas et Lucite . Ceux-ci ont été utilisés pour construire des toits d'avion pendant la guerre, et son application principale est maintenant de grands signes lumineux tels que utilisés dans les magasins ou à l'intérieur de grands magasins et pour la fabrication de baignoires sous vide.

    Le polyéthylène (PE) , parfois appelé polythène, a été découvert en 1933 par Reginald Gibson et Eric Fawcett au géant industriel britannique Imperial Chemical Industries (ICI). Ce matériau a évolué en deux formes, le polyéthylène basse densité (LDPE) et le polyéthylène haute densité (HDPE) . Les PE sont bon marché, souples, durables et résistants aux produits chimiques. Le LDPE est utilisé pour fabriquer des films et des matériaux d'emballage, tandis que le HDPE est utilisé pour les conteneurs, la plomberie et les accessoires automobiles. Alors que le PE a une faible résistance à une attaque chimique, il a été découvert plus tard qu'un récipient PE pourrait être rendu beaucoup plus robuste en l'exposant au gaz fluoré, ce qui a modifié la couche superficielle du récipient dans le polyfluoroéthylène beaucoup plus résistant.
    Polypropylène (PP) , qui a été découvert au début des années 1950 par Giulio Natta. Il est courant dans la science et la technologie modernes que la croissance du corps général des connaissances peut conduire à des inventions identiques à différents endroits à peu près au même moment, mais le polypropylène était un cas extrême de ce phénomène, en étant inventé séparément neuf fois. Le litige qui en a résulté n'a été résolu qu'en 1989. Le polypropylène a réussi à survivre au processus légal et deux chimistes américains travaillant pour Phillips Petroleum, J. Paul Hogan et Robert Banks, sont généralement crédités comme principaux inventeurs du matériel. Le polypropylène est similaire à son ancêtre, son polyéthylène et partage le faible coût du polyéthylène, mais il est beaucoup plus robuste. Il est utilisé dans tout, des bouteilles en plastique aux tapis et des meubles en plastique, et est très utilisé dans les automobiles.
    Le polyuréthane (PU) a été inventé par Friedrich Bayer & Company en 1937 et entrerait en service après la guerre, sous forme soufflée pour matelas, rembourrage de meubles et isolation thermique. C'est aussi l'un des composants (sous forme non soufflée) du spandex en fibre.
    Epoxy - En 1939, IG Farben a déposé un brevet pour le polyépoxyde ou l'époxy. Les époxies sont une classe de plastique thermodurcissable qui forment des liaisons transversales et guérit lorsqu'un agent catalyseur, ou un durcisseur, est ajouté. Après la guerre, ils seraient largement utilisés pour les revêtements, les adhésifs et les matériaux composites. Les composites utilisant l'époxy comme matrice comprennent le plastique renforcé de verre, où l'élément structurel est la fibre de verre et les composites carbone-époxy, dans lesquels l'élément structurel est la fibre de carbone. La fibre de verre est maintenant souvent utilisée pour construire des bateaux de sport, et les composites carbone-époxy sont un élément structurel de plus en plus important dans les avions, car ils sont légers, solides et résistant à la chaleur.
    PET, PETE, PETG , PET-P (polyéthylène téréphtalate)
    Deux chimistes nommés Rex Whinfield et James Dickson, travaillant dans une petite entreprise anglaise avec le nom pittoresque de l'Association de l'imprimerie Calico à Manchester, ont développé du polyéthylène téréphtalate (PET ou PETE) en 1941 et il serait utilisé pour les fibres synthétiques à l'ère de l'après-guerre , avec des noms tels que le polyester, le dacron et le terylene. Le PET est moins perméable aux gaz que les autres plastiques à faible coût, de même qu'un matériau populaire pour la fabrication de bouteilles de Coca-Cola et d'autres boissons gazeuses, car la carbonatation tend à attaquer d'autres plastiques et à des boissons acides telles que des jus de fruits ou de légumes. Le PET est également résistant à l'abrasion et est utilisé pour fabriquer des pièces mécaniques, des plateaux alimentaires et d'autres objets qui doivent supporter des abus. Les films PET sont utilisés comme base pour l'enregistrement de bande.
    PTFE (polytétrafluoroéthylène) (aka Teflon)
    L'un des plastiques les plus impressionnants utilisés dans la guerre et le top secret était le polytétrafluoroéthylène (PTFE), mieux connu sous le nom de Teflon, qui pourrait être déposé sur des surfaces métalliques en tant que revêtement protecteur anti-frottement et résistant aux rayures et à faible frottement. La couche de surface de polyfluoroéthylène créée en exposant un récipient de polyéthylène à un gaz fluoré est très similaire à celle du téflon. Un chimiste de DuPont nommé Roy Plunkett a découvert Teflon par accident en 1938. Pendant la guerre, il a été utilisé dans des procédés de diffusion gazeuse pour affiner l'uranium pour la bombe atomique, car le procédé était très corrosif. Par Au début des années 1960, des friteuses résistantes à l'adhésif Teflon étaient en demande.
    Lexan est un plastique polycarbonate à fort impact fabriqué par General Electric. Makrolon est un plastique polycarbonate à fort impact fabriqué par Bayer.
    Plastiques biodégradables (compostables)
    Des recherches ont été effectuées sur des plastiques biodégradables qui se décomposent avec l'exposition à la lumière du soleil (p. Ex. Rayonnement ultraviolet), l'eau ou l'humidité, des bactéries, des enzymes, de l'abrasion du vent et, par exemple, des insectes de rongeurs ou des insectes sont également considérés comme des formes de biodégradation ou d'environnement dégradation. Il est clair que certains de ces modes de dégradation ne fonctionneront que si le plastique est exposé à la surface, tandis que d'autres modes ne seront efficaces que si certaines conditions existent dans les systèmes d'enfouissement ou de compostage. La poudre d'amidon a été mélangée avec du plastique comme charge pour lui permettre de se dégrader plus facilement, mais elle ne conduit toujours pas à une rupture complète du plastique. Certains chercheurs ont réellement des bactéries génétiquement modifiées qui synthétisent un plastique complètement biodégradable, mais ce matériau, tel que Biopol, coûte cher actuellement. La société chimique allemande BASF fait Ecoflex, un polyester entièrement biodégradable pour les applications d'emballage alimentaire. Gehr Plastics a développé ECOGEHR , une gamme complète de formes Bio-Polymer distribuées par Professional Plastiques.
  • CARACTÉRISTIQUES ET AVANTAGES
    Professional Plastics propose plus de 1000 produits en plastique dans différentes feuilles de plastique, barres, tubes, films, résine et profils.
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