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Les
matières plastiques
Quelle
est l’importance des matières plastiques ?
Dans
le passé, des matériaux de base durables comme la pierre,
le bronze et le fer, mais également les matières plus
éphémères telles que le bois, le cuir, le lin ou
la laine, ont joué un rôle important dans la société.
Afin de répondre à la demande croissante de certaines
de ces matières et d’améliorer par la même
occasion leurs précieuses propriétés, la science
et l’industrie des 19ème et 20ème siècles
ont développé de nouveaux produits: les matières
plastiques. Ces derniers ne proviennent plus de l’agriculture ou
de l’élevage mais bien du charbon et pétrole, et
résultent des progrès spectaculaires de la chimie.
Les
matières plastiques présentent de nombreuses propriétés
parfois inégalables. L’industrie de la construction et de
l’automobile, l’industrie alimentaire et le monde médical
sont parmi les plus grands consommateurs des nouveaux matériaux.
Les matières plastiques ont remplacé avantageusement quantité
de ‘produits naturels’ dans diverses applications, ce qui
représente souvent un avantage pour l’environnement. Bannir
les matières plastiques signifierait que l’environnement
serait totalement dilapidé à court terme ou que l’humanité
devrait retourner au niveau de vie du début du 19ème siècle.
De
meilleurs substituts
- Les
premières matières plastiques comme le celluloïd
et la bakélite
avaient pour objectif de compenser la rareté de produits naturels
tels que le bois exotique et l’ivoire ;
- l’accent
a progressivement été placé ailleurs, à
mesure que l’homme a acquis de l’expérience dans
le domaine des matières plastiques et qu’un nombre croissant
de variétés a été mis au point. Il s’est
davantage intéressé aux propriétés
qui les distinguaient favorablement des produits naturels plutôt
qu’à leur rôle de substitut des ‘matériaux
traditionnels’ ;
- les
matières plastiques sont légères, ne rouillent
pas, se brisent moins vite que d’autres matériaux et n’ont
pas besoin d’être peintes. Elles peuvent prendre n’importe
quelle forme et assurent une bonne isolation.
Comment
les matières plastiques présentes dans les automobiles
préservent –elles l’environnement ?
- L’industrie
automobile européenne utilise chaque année près
de 2 millions de tonnes de matières plastiques ;
- pour
certains modèles de voitures, l’utilisation des matières
plastiques a quadruplé entre les années septante et
nonante. Cent kilos de matières plastiques remplacent en moyenne
de 200 à 300 kg de matériaux de construction conventionnels
;
- les
voitures deviennent plus légères grâce à
l’utilisation des matières plastiques, ce qui entraîne
une diminution de la consommation en carburant de 750 litres pour
une durée de vie des voitures d’environ 150.000 km ;
-
la consommation de pétrole pour les seules voitures de l’Europe
occidentale a été réduite de 12 millions de tonnes
par an, grâce aux matières plastiques. Ceci représente
environ un dixième de la consommation de carburant des voitures
personnelles, ainsi qu’un impact sur les émissions de
CO2 d’environ 30 millions de tonnes par an.
Un
monde sans matières plastiques
- Les
matières plastiques ont remplacé avantageusement les
‘produits naturels’ dans bien des applications;
- si
toutes les matières plastiques venaient à être
remplacées par le bois, le papier, les peaux, le verre, le
métal et les fibres végétales, l’environnement
serait totalement dilapidé à court terme, ou nous reviendrions
au niveau de vie qui régnait au début du 19ème
siècle (mais avec une population mondiale multipliée
par six !).
Pour
une information détaillée sur les nombreux plastiques
que nous devons au chlore:
Presse
à injection
Le
chlorure de polyvinyle (PVC)
Le
chlorure de polyvinyle ou PVC compte parmi les matières plastiques
les plus importantes dans notre société moderne. Sa production
est étroitement liée à la chimie du chlore. Grâce
à la présence de chlore
dans sa molécule, le PVC est compatible avec un large éventail
de matériaux, ce qui le rend extrêmement polyvalent. Le
chlore rend également le PVC difficilement inflammable. En outre,
le chlore peut servir de “marqueur” pour distinguer le PVC
dans des systèmes de tri automatique en vue du recyclage.
A
ce jour, les recherches intensives sur l'environnement n’ont révélé
aucun impact négatif important spécifique au PVC.
Des directives strictes garantissent la sécurité dans
la production et un environnement de travail sain. Son utilisation est
sûre et il est parfaitement recyclable.
L'industrie
du PVC a confiance en son produit. Elle continue à investir dans
l’optimalisation des méthodes de production ainsi que des
propriétés uniques du PVC.
PVC:
les faits
- La
production de chlorure de vinyle, la matière première
servant à la préparation du chlorure de polyvinyle (PVC)
est, de loin, la principale application du chlore et ce, tant en Europe
qu’ailleurs;
- le
PVC fut inventé en 1938; il est produit à grande échelle
depuis les années soixante et est la matière plastique
la plus étudiée au monde ;
- il
est également la matière plastique la plus utilisée
après le polypropylène (voir PP
)
et le polyéthylène (voir PE)
.
Chaque année, environ 23 millions de tonnes trouvent des applications
diverses dans les secteurs de la construction, de l'emballage, de
la médecine et bien d'autres encore. L'Europe prend annuellement
un peu plus de 1/4 de cette quantité à sa charge;
- en
Europe, à peu près 34 % de la production globale de
chlore sont utilisés pour la production de PVC ;
- l’excellent
rapport qualité/prix du PVC explique son utilisation croissante
en Europe (progression de 1 à 2 % par an), aux Etats-Unis (progression
de 4 à 5 % par an) et surtout dans les pays émergents,
comme en Amérique latine et en Asie du Sud-Est (jusqu’à
10% par an). L’écart entre les pourcentages de croissance
démontre que le niveau de consommation atteint à ce
jour est le plus élevé en Europe et aux USA ;
- pratiquement
universel, le PVC est difficile à remplacer. Grâce à
certains additifs, on peut aisément l’imprimer, le rendre
adhésif et le souder;
- le
PVC est transformé en produits finis au moyen de techniques
très diverses. Cela demande moins d’énergie que
pour d’autres matériaux ;
- le
PVC est constitué de 43 % d’éthylène, un
dérivé du pétrole brut, et de 57 % de chlore;
- la
matière première de base du chlore étant le sel
disponible en quantité quasiment illimitée, on peut
dire que le PVC fait un usage efficace des ressources naturelles de
notre planète;
- une
grande partie des entreprises commerciales et des autorités
ayant décidé de bannir le PVC dans le passé sont
revenues sur leur décision. Le PVC a marqué des points
dans le études dites d’impact sur l’environnement
(voir Eco-bilan) .
Comment
fabrique-t-on le PVC?
- Le
chlorure de vinyle (CV) est la base du PVC. La production du CV se
déroule en deux étapes:
- le
CV est mis en suspension en milieu aqueux, dans un réacteur
chimique, et est polymérisé ensuite en PVC sous des
pressions et températures relativement basses. Le CV qui n’a
pas été transformé est récupéré
et réemployé;
- lorsque
le processus de polymérisation est achevé, on obtient,
après séchage et tamisage, du PVC sous la forme d’une
poudre blanche et inerte. Cette dernière est transportée
en vrac ou en sacs vers les usines de transformation du PVC.
Quelles
sont les applications du PVC?
- La
grande diversité des propriétés du PVC permet
la fabrication des produits les plus divers ;
- le
PVC est d’une valeur inestimable pour la santé
publique. Il est utilisé pour les poches à urine,
les cathéters, les blisters pour médicaments, les sacs
à liquides de perfusion, les gants chirurgicaux, etc. Les opérations
à coeur ouvert seraient pratiquement impossibles sans le PVC:
seuls les drains en PVC garantissent l'absence de flexures. Le PVC
est la seule matière plastique autorisée par les pharmacopées
européennes pour l’emballage du sang ;
- plus
de la moitié de la production européenne de PVC est
destinée au secteur de la construction. Cela est dû aux
qualités du PVC en matière de résistance aux
intempéries. Il résiste aux agressions chimiques, à
la corrosion et, par dessus tout, aux chocs et à l’usure
;
- le
PVC est généralement utlisé dans des applications
durables comme les châssis de fenêtres, les canalisations
d'eau, les gouttières, les tapis des pièces d’eau
et des toits, les toiles de soubassements d’étangs, les
membranes de toits, les revêtements de sols et la matière
isolante pour les câbles et fils électriques. Les châssis
en PVC ont une durée de vie supérieure à 40 ans
et les canalisations peuvent atteindre 100 ans ;
- le
PVC protège le soubassement des voitures contre l’usure
et permet un intérieur plus attrayant et plus confortable.
Sa capacité d’absorber les chocs et sa résistance
au feu contribuent à la sécurité;
- Certains
produits très familiers contiennent également du PVC
: les cartes bancaires, les jouets gonflables, les tuyaux d’arrosage
et les toiles de couverture étanches;
- finalement,
on retrouve le PVC dans un tas d'articles de bureau, de sport et de
loisir.
Utilisation
du PVC en Europe
PVC
et santé
- sécurité
de la production;
En 1974, il fut découvert qu’une forte dose de chlorure
de vinyle inhalée quotidiennement durant de longues années
pouvait être la cause d'une forme peu fréquente de cancer
du foie. Les autorités, l'industrie et les comités scientifiques
ont immédiatement pris des mesures. La limite d'exposition
fut réduite de manière drastique de 500 ppm
en 1970 à une concentration moyenne d'exposition de 3 ppm sur
une base annuelle. Aujourd’hui, la polymérisation du CV
s’effectue en circuit fermé. Depuis lors, il n'y a plus
de problèmes de ce genre.
- sécurité
des transports;
Le transport de CV représente le même facteur de risque
que celui d’autres matières inflammables telles que le
propane, le butane ou le LPG ;
- santé
et emballages;
Des normes très strictes, qui satisfont amplement aux normes
européennes, s’appliquent aux emballages de produits alimentaires
et de boissons. C’est avant tout le risque lié à
la migration des constituants allant de l’emballage vers le contenu
qui est très strictement réglementé.
Plastifiants
-
Des phthalates ,
des adipates et des citrates sont notamment utilisés comme plastifiants
dans la production de PVC;
-
iIls
rendent le PVC doux, souple, élastique : propriétés particulièrement
appréciées dans des applications où courber, plier, replier sont importants;
-
la
concentration des phthalates dans l'environnement est insignifiante
étant donné leur dégradation rapide. Une certaine inquiétude règne
cependant en ce qui concerne l'emploi de PVC contenant des phthalates
dans des équipements médicaux bien définis utilisés dans des circonstances
exceptionnelles. Certains plastifiants sont également suspectés d'effets
oestrogénomimétiques;
-
on
soupçonne la migration de phthalates contenus dans des jouets en PVC
doux que les bébés ou les enfants porteraient en bouche. Ce phénomène
n'a rien d'extraordinaire, il se produit également avec d'autres produits,
comme le verre ou le métal (en cuisine !), et n'est donc pas particulier
aux phthalates contenus dans le PVC. La Commission européenne a décrété
une interdiction temporaire du PVC contenant des phthalates spécifiquement
pour les jouets destinés aux enfants de moins de 3 ans. Cette décision
résulte du manque actuel de tests concluants en vue d'imiter la façon
de sucer des jeunes enfants;
-
les
phthalates sont employés depuis plus de 50 ans et intensivement étudiés
sur le plan de la sécurité, la santé et l'impact sur l'environnement;
-
des
études scientifiques indépendantes publiées sur le sujet on peut conclure
qu'il n'existe pas risque pour le consommateur qui entre en contact
avec ces produits;
-
l'industrie
suit de près les recherches qui sont menées. Si la science devait
en démontrer la nécessité, l'industrie serait prête à passer à des
plastifiants de remplacement. Pour plus d'information : www.ccpi.org
Stabilisants
- Un stabilisant
est un mélange complexe qui exerce une action protectrice pendant la
fabrication ou l'emploi de PVC;
- des composés métalliques
sont utilisés comme stabilisants de chaleur dans les opérations de moulage
du PVC ou pour résister à des fortes températures (câbles sous le capot
d'une voiture !);
- les stabilisants
protègent les objets en PVC contre la casse ou la décoloration sous
l'influence des UV;
- ces composants
sont solidement ancrés au polymère, ce qui rend le risque de migration
quasiment nul;
- l'usage de stabilisants
est strictement réglementé et il existe pour certaines applications
une liste de substances autorisées;
- de même que pour
les phthalates, les stabilisants sont employés et étudiés depuis plus
de 50 ans et aucune influence mesurable n'a pu être constatée sur la
santé ou l'environnement. Toutefois, on fait preuve de la plus grande
prudence en ce qui concerne certains stabilisants à base de métaux lourds
et on a cessé l'emploi de composés de cadmium. Le remplacement progressif
du plomb par du cadmium-zinc est également encouragé.
PVC
et incendies
- La
combustion du PVC libère de l'acide chlorhydrique
et du dioxyde de carbone (CO2). Notons qu’absolument
toutes les combustions produisent des gaz toxiques, même
celles ne contenant pas de PVC. C’est le monoxyde de carbone
(CO), un gaz incolore et inodore, qui est responsable, avec la chaleur,
de 95% des victimes lors d’incendies ;
- l’acide
chlorhydrique libéré lors de la combustion du PVC présente
un risque négligeable lorsqu’on le compare au monoxyde
de carbone. L’acide chlorhydrique donne, en outre, un signal
d’alerte par l’intermédiaire de son odeur irritante,
ce qui n’est pas le cas du très toxique monoxyde de carbone
;
- de
plus, le PVC a le pouvoir de retarder les flammes et de dégager
moins de chaleur que la plupart des autres matières plastiques;
- des
analyses effectuées après des incendies de bâtiments
contenant du PVC ont démontré que des traces de dioxines
étaient fixées sur les suies. Celles-ci sont également
dégagées lors d’incendies ayant lieu en l’absence
de PVC, comme lors de l’utilisation de poêles à
bois et lors de l’incinération des déchets de jardin.
Des recherches officielles ont indiqué que le risque d'ingestion
biologique de ces traces est très faible. La teneur en dioxines
des sols situés au voisinage des incendies n’est pas plus
élevée qu’avant le sinistre. La formation de dioxines
imputable au PVC lors d’incendies n'est donc pas supérieure
à celle provenant de la combustion de matériaux naturels
comme le bois.
PVC et développement
durable
L'industrie
européenne du PVC s'est engagée dans un processus d'amélioration continue
des aspects liés à la santé, la sécurité, l'environnement et au volet
socio-économique de ses produits. Dans cet esprit, les producteurs de
PVC et leurs partenaires industriels ont uni leurs forces pour mener au
cours des dix prochaines années une politique de gestion responsable de
leurs produits et leurs résidus. Cette politique est consignée
dans un document intitulé " Engagement volontaire ". Chacun des composants
de la chaîne de production définit ses propres objectifs mesurables, et
tous ensemble s'accordent sur une somme d'objectifs qui couvrent l'entièreté
du cycle de vie du produit. Un auditeur externe indépendant procédera
annuellement à un contrôle et établira un rapport des progrès réalisés.Par
l' " engagement volontaire ", les producteurs de PVC et leurs partenaires
s'obligent à atteindre quatre objectifs :
-
Production : une amélioration continue de l'impact sur l'environnement
et un usage efficace des matières premières ;
-
Additifs : un usage durable des additifs dans les applications du
PVC ;
-
Phase déchets : une gestion durable des produits en PVC à la fin de
leur utilisation en tant que produits ;
-
Politique générale : atteindre ces objectifs en y consacrant les moyens
financiers nécessaires.
Cet " engagement volontaire
" s'inscrit dans le cadre de la déclaration de l'UNEP : " une gestion
réellement efficace est basée sur un engagement volontaire ". Pour plus
d'information, prendre contact avec PVC.INFO : http://www.pvcinfo.be/
PVC et recyclage.
Recycler les produits
qui sont arrivés au terme de leur durée de vie constitue un défi du point
de vue de la viabilité économique et du développement durable. Recycler
est une forme de bonne gestion des résidus (voir aussi sous "Points
importants"). Ceci vaut également pour le PVC. On posera comme
condition première une bonne connaissance des flux de résidus de PVC.
Que faut-il savoir
des flux de résidus de PVC ?
- la provenance :
lors de la fabrication, lors de l'installation, après consommation (post-consumer);
- la durée de vie
: qui va de l'usage unique (p.ex. emballages jetables) à des produits
en PVC ayant une durée de vie de plus de 15 ans (p.ex. châssis de fenêtres);
- la quantité : la
Commission européenne mentionne dans son livre vert une quantité de
3,6 millions de tonnes par an et une augmentation de 80% dans les vingt
prochaines années.
Comment l'industrie
du PVC aborde-t-elle le problème du recyclage ?
- elle organise elle-même
ou collabore à des programmes de collecte, nettoyage, triage et recyclage
de flux de résidus et de déchets de PVC, tant industriels que ménagers
;
- elle construit
des installations de traitement et encourage le développement de nouvelles
techniques de recyclage, tant mécaniques que chimiques.
Recyclage mécanique
ou physique ?
- ceci permet de
transformer les produits en PVC qui sont arrivés à la fin de leur durée
de vie en produits similaires ou en applications alternatives;
- pour les flux de
résidus de PVC simple, la question ne se pose pas : la technologie utilisée
pour produire du PVC à partir de matières premières nouvelles s'applique
telle quelle à la production au départ de matériau recyclé;
- le recyclage de
flux de résidus de PVC composites est plus difficile puisque séparer
les divers composants qui constituent les matières plastiques composites
est un véritable casse-tête …
- … ou du moins
l'était, puisque l'industrie du PVC vient tout récemment de trouver
une solution. Il s'agit d'un procédé de recyclage en circuit fermé :
les déchets sont déchiquetés, puis dissous dans un solvant (biodégradable)
afin de séparer les différents composants et récupérer le PVC par précipitation,
séparation et séchage. Le résultat : du PVC en poudre qui a la même
composition et les mêmes additifs que l'original. De plus, il est de
très bonne qualité et peut être utilisé sans traitement supplémentaire.
Le solvant est réutilisable et les autres fractions sont recyclables.
En fait, on n'assiste à aucune transformation chimique, c'est pourquoi
on parle de recyclage mécanique. Ce procédé s'appelle
VINYLOOP et est prêt à être utilisé à
grande échelle. Début 2002, on a démaré
la première usine en Italie. Elle a une capacité de 10.000
tonnes
Recyclage chimique
ou recyclage des matières premières ?
- le PVC et les autres
matériaux qui font partie d'un flux de déchets plastiques mélangés sont
incinérés, gazéifiés ou décomposés par d'autres techniques en leurs
composants chimiques ;
- ces composants
peuvent ensuite être récupérés séparément et servir de produit de base
dans divers processus industriels pour la fabrication de nouveaux produits.
En fait, il s'avère que le chlore et les hydrocarbures sont à nouveau
produits à l'endroit d'où ils proviennent : les installations pétrochimiques
;
- les techniques
utilisées sont notamment l'incinération, la gazéification, l'hydrogénation
.
Elles sont en plein développement mais aucune n'est réellement au point
;
- l'industrie chimique
poursuit assidûment ses recherches en vue de disposer de la technologie
nécessaire qui permettra de traiter et recycler les quantités
toujours grandissantes de flux de résidus mélangés et souillés et de
déchets de PVC et autres matières plastiques;
- il est évident
qu'une telle approche à grande échelle ne peut se faire
qu'au niveau européen.
Incinération avec
valorisation énergétique.
- l'incinération
est un moyen de recycler ;
- le pouvoir calorifique
des dérivés du pétrole utilisés dans la production du PVC peut être
valorisé, même après de nombreuses années d'emploi de ce même PVC aujourd'hui
mis aux ordures ;
- autre avantage
: en mélangeant les déchets de PVC aux déchets ménagers, on diminue
la quantité d'énergie nécessaire à l'incinération du volume total de
déchets;
- une étude approfondie
a conclu que l'incidence négative du PVC sur l'incinération des déchets
ne repose sur aucune preuve scientifique ou écologique ;
- il a également
été démontré qu'une forte diminution ou même l'élimination complète
du PVC du flux de déchets n'induirait pas d'avantage réel pour l'environnement
;
- la présence de
PVC dans les ordures ménagères lors de leur incinération n'a pas d'incidence
significative sur la quantité de dioxines qui se forment. La présence
de traces de chlorures, tels que le sel de cuisine, dans les déchets
suffit à la formation de dioxines. Le taux des émissions de dioxines
dépend bien plus de l'efficacité du processus d'incinération et du système
de lavage des fumées. Les émissions de dioxines dans les installations
modernes d'incinération de déchets sont tellement minimes que
l'impact sur l'environnement peut être considéré comme insignifiant
;
- les installations
modernes d'incinération respectent les normes les plus strictes et sont
équipées d'appareils extrêmement sensibles qui permettent une réduction
maximale des émissions de substances nuisibles. Mais il reste toujours
des déchets ultimes, ceux qui sont générés lors du lavage des gaz de
fumées ;
- le volume et le
contenu de ces déchets ultimes en provenance des installations d'incinération
qui traitent des résidus de PVC ont fait l'objet d'études minutieuses,
qui ont conduit à la conclusion qu'il était encore possible de réduire
leur volume ;
- la nouvelle technique
consiste à remplacer la chaux par du bicarbonate de soude comme neutralisant.
Cette innovation a permis de réduire de manière drastique les quantités
de déchets ultimes à mettre en décharge après purification des gaz de
fumées : une solution écologique et durable.
Mise en décharge.
- quel que soit le
procédé de valorisation, il reste toujours une quantité infime de déchets
ultimes qui ne sont pas recyclables : les cendres. Pour l'élimination
finale de cette partie limitée de déchets, on a recours aux centres
d'enfouissement technique ;
- d'un point de vue
écologique, la mise en décharge est la solution la moins souhaitable
puisqu'elle ne permet aucun recyclage de matières premières. Les centres
d'enfouissement technique devront continuer à exister pour ces déchets
tant qu'on aura pas trouver de solutions de recyclage acceptables pour
eux.
Les
polycarbonates
Les
polycarbonates sont des matières synthétiques thermoplastiques
susceptibles d’être travaillées de nombreuses manières.
Elles sont utilisées pour la fabrication de vérandas,
de plaques translucides et de disques compacts mais également
de casques et de verres de lunettes. Les polycarbonates ne contiennent
pas de chlore ,
mais sont fabriqués à l’aide de chlore. Ils sont
apparus sur le marché au début des années 60. La
consommation mondiale annuelle de polycarbonates tourne autour des 1.200.000
tonnes.
Comment
fabrique-t-on les polycarbonates?
- Il
existe plusieurs procédés de fabrication mais la réaction
à partir de bisphénol A et de chlorure
de carbonyle (phosgène)
reste aujourd’hui pratiquement la seule à être utilisée.
Un procédé continu permet de maintenir un faible niveau
de ce gaz toxique au sein des installations;
- la
production et les manipulations sont soumises à des mesures
de sécurité extrêmement sévères;
- le
chlore utilisé durant la production n’aboutit pas dans
le produit fini mais est récupéré sous la forme
d’une solution d'acide chlorhydrique
diluée;
- des
solutions alternatives sont à l’étude mais ne satisfont
pas encore à ce jour aux exigences techniques. En outre, elles
sont bien plus coûteuses.
Quelles
sont les propriétés des polycarbonates?
- très
transparents
- résistants
à la température et donc aussi stérilisables
- solides
et indéformables
- d’une
grande résistance mécanique
- très
résistants au vieillissement
- capacité
d’isolation électrique importante
- recyclables
sans problèmes.
Quelle
est l’utilisation des polycarbonates?
- Le
secteur électrique et électronique constitue le plus
important domaine d’application des polycarbonates, à
raison de 32%. Les armatures électriques, pièces de
commutateurs et d'appareils ménagers en sont des exemples-types;
- le
secteur de la construction est également un ardent consommateur
de polycarbonates avec 20 %. On les retrouve dans les pièces
d’assemblages et les profils. Les polycarbonates, plus légers
et plus résistants à la fois, remplacent aussi souvent
le verre ou l'acryl dans la construction des parois et toitures de
serres, coupoles et vérandas : l'effet de serre est nettement
inférieur par rapport au verre;
- l’utilisation
comme matériel de substrat dans la production de supports mémoires,
tels que disques compacts (CD), CD-ROM et disques digitaux versatiles
(DVD), occupe la troisième place avec 16%. Les polycarbonates
satisfont aux exigences élevées en matière de
qualité, de pureté, ainsi qu’aux prescriptions
optimales de traitement de ces produits;
- l’industrie
automobile représente 10 %. Elle utilise le polycarbonate pour
des lentilles antigriffes et blocs optiques;
- les
16 % restants de la consommation de polycarbonates se retrouvent dans
des applications plus restreintes comme dans le secteur médical
(pièces d’appareils de dialyse), l’optique (verres
à lunettes), les emballages (biberons pour bébés,
grandes bouteilles de boissons non-alcoolisées) et les accessoires
de sécurité (casques).
Peut-on recycler
les polycarbonates ?
- Des
procédés de recyclage des polycarbonates sont en cours
de développement. Ainsi,
en Allemagne, il existe une installation qui transforme les CD usés
en boitiers d'ordinateurs.
- l'approvisionnement
en matière à recycler est pour le moment trop faible
pour être rentable.
Champs
d'application des polycarbonates
Les
polyuréthannes
Les
polyuréthannes sont des produits de synthèse déjà
fabriqués dans les années 40. Leur grand essor intervint
dans les années 60 avec l’apparition des mousses rigides.
Cependant, il fallut attendre jusqu’en 1985 pour les mousses souples.
Un tout nouveau procédé de mélange capable de répondre
à toutes les propriétés recherchées fut
alors élaboré. Les polyuréthannes présentent
des propriétés multiples qui leur permettent de très
nombreuses applications. Le chlore
est utilisé dans la fabrication des polyuréthannes. Celui-ci
n’est pratiquement plus présent dans le produit fini. La
production mondiale de polyuréthannes s’élève
à 7,5 millions de tonnes par an.
Comment
fabrique-t-on les polyuréthannes?
- Deux
composants génèrent du polyuréthanne lorsqu’on
les assemble : les polyols
et les isocyanates ;
- le
chlore est employé dans la production des composants d’isocyanates.
Le chlore est éliminé au cours du processus de fabrication,
ce qui implique que les produits finis n’en contiennent pratiquement
plus ;
- dans
la première phase de fabrication, le chlore réagit avec
le monoxyde de carbone pour former du chlorure de carbonyle
(phosgène). Ce dernier est transformé ensuite en isocyanates
par réaction avec des amines adéquates ;
- l’élément
chlore se dégage du mélange réactif sous forme
d'acide chlorhydrique
qui sera réutilisé ;
- à
ce jour, il n’existe pas d’alternative valable, ni pour
le chlore, ni pour le procédé de fabrication;
- les
mesures de sécurité lors de la production des polyuréthannes
sont très importante: le
chlorure de carbonyle est très toxique.
Quelles
sont les propriétés des polyuréthannes?
-
résistant à l'usure, élastique, léger
et en même temps solide et extensible;
-
très bonne adhérence, également en regard des
conditions climatiques ;
- ces
propriétés peuvent être adaptées en fonction
d’un but particulier ou d’une utilisation spécifique.
Ceci est rendu possible en variant le choix des matières premières
ainsi que les paramètres du processus de production:
- compact
ou en mousse ;
- ultra-souple,
souple, semi-rigide ou rigide ;
- façonné
ou encore sous forme de blocs ou de plaques fabriquées
en continu ;
- sous
forme de feuille, de fibres ou de tissu ;
- d’une
densité de 10 à 1100 kg/m3.
Quelle
est l’utilisation des polyuréthannes?
- des
mousses (souples ou rigides) pour matelas, sièges de voitures,
matériels sportifs, matériaux d’isolation thermique
dans la construction, le transport de marchandises et dans l’industrie
du froid ;
- des
fibres textiles ;
- la
peinture, le bois, le triatement du béton et du métal;
- des
pièces façonnées rigides et flexibles comme dans
l’industrie automobile (volant, sièges, pare-chocs), châssis
de fenêtres, skis, semelles de chaussures, pièces d’ordinateurs,
et jusqu’aux meubles et œuvres d’art moderne ;
- des
tissus textiles et tapis ;
- des
laques et produits pour le traitement du bois ;
- des
colles ;
- des
mastics d’étanchéité.
Champs
d'application des polyuréthannes
Peut-on
recycler les polyuréthannes?
- Il
existe différentes méthodes permettant de recycler les
polyuréthannes ;
- la
plus ancienne méthode de recyclage des polyuréthannes
consiste à déchiqueter les mousses souples en flocons.
Après adjonction d’un liant, ils sont de nouveau comprimés
jusqu’à l’obtention de mousses, avec lesquelles on
fabrique des tapis, utilisés pour la gymnastique et l'élevage
de betail;
- la réutilisation
n'est pas encore trés développée, parce que l'offre
de matériel recyclable est trop limitée;
- l’incinération
propre constitue une alternative intéressante. Elle permet
la récupération de l’énergie ainsi dégagée
et le lavage des gaz de fumées.
Les
résines époxy
- Depuis
leur création, dans les années 50, les résines
époxy sont devenues l’un des grands succès de l’industrie
des matières plastiques. Elles sont d’application universelle
grâce à leur polyvalence et à leur facilité
d’utilisation. Les résines époxy sont adaptées
tant aux articles ménagers qu’aux grands travaux de construction,
tant aux ordinateurs qu’aux satellites, tant aux boîtes
de boissons qu’aux cloisons des navires, …
- environ
830.000 tonnes de résines époxy sont chaque année
produits à échelle mondiale. Ceci représente
30% de la demande mondiale. La majeure partie, soit environ 65%, est
transformée en peintures ainsi qu’en vernis de décoration
et de protection;
- les
résines époxy sont produites avec du chlore. Actuellement,
il n'y a pas de méthodes de production alternatives.
Comment
fabrique-t-on les résines époxy?
- Le
procédé démarre par la réaction du propylène
avec le chlore
pour former du chlorure d’allyle .
L’épichlorhydrine s’obtient par réaction ultérieure
avec successivement de l' hypochlorite
et de l’hydroxyde de sodium (voir NaOH)
:
- une
réaction entre l’épichlorhydrine, la soude
caustique
et le bisphénol-A donne ensuite, en fonction des quantités
incorporées, des résines époxy liquides ou solides
;
- un
produit déterminé pour chaque application spécifique
peut être créé par la mise en contact avec divers
matériaux et substances chimiques ;
- des
résines époxy liquides sont durcies par l’adjonction
d’agents durcisseurs divers ;
- mélanger
des résines époxy avec des solvants et des diluants
diminue la viscosité et facilite l’utilisation, notamment
dans des applications relatives à la construction et aux peintures
;
- des
‘activateurs’ assurent un durcissement plus rapide ;
- des
charges, des colorants ainsi que des pigments peuvent également
être rajoutés ;
- des
propriétés physiques, mécaniques ou chimiques
bien définies peuvent être obtenues par l’adjonction,
notamment, de silice, de quartz, de graphite ou de poudre métallique
;
- lorsqu’on
ajoute des fibres de verre ou de carbone, tissées ou non, on
obtient des matériaux offrant une résistance mécanique
exceptionnelle, appelés matériaux plastiques armés
et composites ;
- les
agents durcisseurs servant à la polymérisation des résines
époxy sont d’une grande importance. Ce sont eux qui déterminent
comment et dans quelle application le produit fini sera le mieux utilisé.
Le savoir-faire dans ce domaine est le résultat d’un long
travail de recherches et est donc le plus souvent protégé
par brevet, avec la discrétion de rigueur que cela implique
quant aux informations disponibles.
Quelles
sont les propriétés des résines époxy ?
- La
résine époxy apparaît sous de nombreuses formes
: colle, peinture, poudre, résine, laminat, composite, …
;
- les
résines époxy durcies sont des matériaux extrêmement
résistants qui ne rétrécissent pratiquement pas.
Elles assurent une isolation électrique parfaite et résistent
à des températures de fonctionnement allant de - 80°
à + 180°C. Elles allient une grande stabilité chimique
à une résistance remarquable à la rupture et
aux fissures ;
- les
résines époxy liquides sont connues pour leurs qualités
adhésives sur tout type de surface. Elles ne forment jamais
de bulles d’air, même en l’absence de pression externe
;
- les
pièces pressées et coulées, de même que
les matériaux composites, pèsent moins lourd que les
matériaux classiques qu’elles remplacent peu à
peu dans les automobiles et les avions. Elles diminuent ainsi considérablement
la consommation de combustible, au grand avantage de l’environnement.
Que
peut-on faire à l’aide des résines époxy ?
- Navigations
aérienne et spatiale
Les résines époxy sont utilisées dans la
fabrication d’éléments structurels pour avions,
fusées et satellites ;
- construction
Les revêtements de sols en époxy sont inusables,
étanches, antidérapants et faciles d’entretien.
Ces qualités sont surtout importantes pour les revêtements
de garages, les douches et les entrepôts de produits dangereux.
Les revêtements en époxy protègent l’armature
en acier des bâtiments et des ponts en béton contre la
corrosion. Ils sont le liant par excellence pour le mortier et pour
le plâtre utilisés dans la restauration des monuments
historiques et des oeuvres d’art, les travaux d’étanchéité
pour les murs de tunnels, pour rendre les cheminées imperméables
à la fumée, etc. Les combinaisons époxy - bitume
constituent des liants très utilisés dans la préparation
de peintures antirouilles pour cloisons de navires, conduites immergées
et plates-formes de forage ;
- chimie
Les citernes de stockage, tuyauteries et pipe-lines ou leur revêtement
intérieur et/ou extérieur sont fabriqués avec
des résines époxy ;
- électricité
Les résines époxy sont beaucoup utilisées
dans les installations électriques, telles que transformateurs,
turbines, conducteurs de transmission et interrupteurs. Elles sont
également destinées aux couches de protection et de
confort pour les appareils ménagers, comme les machines à
laver et les lave-vaisselle ;
- électronique
L’électronique fait un usage intensif des résines
époxy pour la réalisation des circuits imprimés,
de même que pour l’encapsulage et l’habillage de composants
électroniques. Les résines époxy jouent un rôle
important dans l’informatique: toutes les cartes pourvues de
composants électroniques en sont formées. Quant aux
composants électroniques mêmes (puces, mémoires,
…), ils sont fixés dans des résines de haute technologie
adaptées à chaque application en particulier;
- transport
Diverses pièces de voitures, telles que coiffes des distributeurs
de courant et ressorts à lames, mais aussi des carrosseries
entières de voitures de course et la coque de vedettes, sont
fabriquées à l’aide de résines époxy
;
- alimentation
et boissons
Les cannettes pour boissons rafraîchissantes de même que
les réservoirs de stockage et les fûts à vin,
bière et autres denrées alimentaires, sont pourvus à
l’intérieur d’une couche d’époxy. Ceci
assure à leur contenu, une qualité et un goût
plus longtemps préservés ;
- sports
et loisirs
Les skis, raquettes, planches à voiles, planeurs, clubs
de golf, cannes à pêche et même instruments de
musique se sont fortement améliorés grâce aux
matériaux composites. Ces derniers sont fabriqués avec
des résines époxy combinées à des fibres
de verre ou de carbone.
Applications
des résines époxy
Les
silicones
Les
silicones sont des polymères
aux propriétés extraordinaires, que l’on retrouve
dans tous les secteurs industriels ainsi que dans la vie quotidienne.
Elles doivent leur succès à leur simplicité d’utilisation:
il suffit de penser aux joints d’étanchéité
élastiques dans la construction et le sanitaire. Les silicones
sont produites à l’aide de chlore
. Il n’existe momentanément pas de procédé
alternatif.
Comment
fabrique-t-on les silicones?
- Le
silicium et le chlore sont les éléments de base pour
la préparation des silicones;
- le
silicium est incorporé dans le polymère par réaction
avec de l’oxygène et des hydrocarbures;
- le
chlore est présent dans le circuit de synthèse sous
la forme de chlorure de méthyle
gazeux: le silicium réagit à haute pression et température
avec ce composant organochloré. Aprés distillation,
on obtient un produit chloré, le diméthyldichlorsilane,
qui réagit avec l'eau pour former du siloxane;
- on
obtient alors de l’acide chlorhydrique
comme produit secondaire qui, après séparation et réaction
avec le méthanol, est retransformé en chlorure de méthyle.
Ce dernier est réinjecté dans le processus. Dans un
procédé alternatif moderne, la transformation du diméthyldichlorsilane
ne se fait plus avec de l’eau mais directement avec du méthanol;
- il
n’existe pas encore à ce jour de procédés
alternatifs industriels (sans chlore) pour cette synthèse des
silicones;
- l’industrie
chimique est capable de fournir une gamme très étendue
de silicones par l’apport de légères modifications
à leur structure moléculaire.
Quelles
sont les propriétés des silicones?
- Les
silicones se présentent sous forme d’huiles, de graisses,
de caoutchoucs, de pâtes et de résines;
- ce
qu’on appelle mastic de silicone sent souvent l’acide
acétique lorsqu’il se durcit. Une fois durci, on l’appelle
caoutchouc de silicone;
- les
silicones sont stables thermiquement et résistantes aux intempéries
;
- elles
restent élastiques, également à basse température;
- elles
sont isolantes par rapport à l’électricité;
- elles
sont hydrofuges et lipophobes;
- elles
présentent une basse tension superficielle.
Que
peut-on réaliser à l’aide des silicones?
- Leur
conductivité électrique basse est surtout utile dans
le câblage;
- les
silicones servent de recouvrements réfractaires des métaux,
isolants et lubrifiants et sont utilisées dans la construction,
par exemple pour la protection des façades;
- tout le monde
connait les silicones des joints d'étanchéité
élastiques dans le batiment et installations sanitaires;
- cette
application est également en progression dans les véhicules
et l’électronique;
- elles
sont utilisées pour optimaliser le fonctionnement des verrouillages
centraux pneumatiques;
- en
ce qui concerne les appareils médicaux, on les retrouve entre
autres dans les joints pour appareils de dialyse, les pistons des
seringues et l'isolation de électrodes des pacemakers;
- parmi
les autres applications, citons les peintures, les produits lessiviels,
les cosmétiques et les produits pharmaceutiques mais également
les sculpteurs les utilisent pour la fabrication de leurs moules ;
- le
dentiste utilise également un mastic siliconé spécial
à deux composants: en un rien de temps, la masse de silicone
durcit dans la bouche et forme une empreinte parfaite de la denture.
Comment
les déchets sont-ils éliminés ou recyclés?
- Les
déchets de silicone peuvent être déposés
dans des décharges d’ordures ménagères,
et ce, sans conséquences pour l’environnement;
- cependant,
l’incinération contrôlée, appelée
recyclage thermique, est recommandée. La chaleur résiduelle
peut ainsi être récupérée et on génère
des sous-produits naturels comme l’acide silicique, l’acide
carbonique et l’eau.
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