Le polyéthylène est utilisé dans les fûts chimiques, les jerricans, les bonbonnes, les jouets, les articles de pique-nique, les ustensiles de maison et de cuisine, l'isolation des câbles, les sacs de transport et les matériaux d'emballage alimentaire.
Le polyéthylène est utilisé pour produire divers articles ménagers tels que des ustensiles, de la vaisselle, des appareils électroménagers, des appareils électroniques, des jouets et une variété d'autres articles individuels du quotidien.
Le polyéthylène est utilisé dans la fabrication de conteneurs et de réservoirs de stockage de toutes formes, de toutes tailles et avec les produits prévus, allant de l'eau, des produits chimiques, des ingrédients alimentaires, des sirops, des huiles, des graisses aux carburants.
Numéro CAS : 9002-88-4
Numéro MDL : MFCD00084423
Formule moléculaire : (C2H4)n
SYNONYMES:
PE, polyéthylène, polyéthylène, polymère d'éthylène, polymère d'éthylène, polyéthylène haute densité (PEHD), polyéthylène basse densité (PEBD), polyéthylène basse densité linéaire (PEBDL), polyéthylène à poids moléculaire ultra élevé (PEUHMW), polyéthylène thermoplastique, polyéthylène, poly(méthylène), polyéthylène, polyéthylène, PEBD, étherine, polymères d'éthylène, polyéthylène, AC 394, Alathon 7140, Alathon 7511, Alcowax 6, Allied PE 617, Alphex FIT 221, Ambythene, Amoco 610A4, BPE-I, Bakélite DHDA 4080, Bakélite DYNH, Bareco polywax 2000, Bicolene C, Bralen KB 2-11, Bulen A, Epolene C, Epolene N, Polymère d'éthylène, Grex, HI-Fax, Hizex, Hostalen, Poly(éthène), Poly(éthylène), 23F203, 6020P, A 60-20R, A 60-70R, AC 1220, AC 8, AC 8 (Polymère), ACP 6, Acroart, Agilene, Alathon 14, Alathon 15, Alathon 1560, Alathon 5B, Alathon 6600, Alathon 7026, Alathon 7040, Alathon 7050, Alathon 71XHN, Aldyl A, Alithon 7050, Alkathene, Alkathene 17/04/00, Alkathene 200, Alkathene ARN 60, Alkathene WJG 11, Alkathene WNG 14, Alkathene XDG 33, Alkathene XJK 25, Bakélite DFD 330, cire Bareco C 7500, Bralen RB 03-23, Bulen A 30, Carlona 58-030, Carlona 900, Carlona PXB, Chemplex 3006, Coathylene HA 1671, Courlene-X3, Cryopolythène, DFD 0173, DFD 0188, DFD 2005, DFD 6005, DFD 6032, DFD 6040, DFDJ 5505, DGNB 3825, DMDJ 4309, DMDJ 5140, DMDJ 7008, DQDA 1868, DQWA 0355, DXM 100, DYNH, DYNK2, Diothène, Dixopak, Dylan, Dylan WPD 205, Eltex 6037, Eltex A 1050, Epolene C 10, Epolene C 11, Epolene E, Polymère d'éthylène, Homopolymère d'éthylène, FB 217, FM 510, Fabritone PE, Fertene, Flamolin MF 15711, Flothene, Fortiflex A 60/500, Grex PP 60-002, Grisolen, HFDB 4201, HI-Fax 1900, HI-Fax 4401, HI-Fax 4601, Hizex 1091J, Hizex 1291J, Hizex 1300J, Hizex 2100J, Hizex 2100LP, Hizex 2200J, Hizex 3000B, Hizex 3000S, Hizex 3300S, Hizex 5000, Hizex 5000S, Hizex 5100, Hizex 5100LP, Hizex 6100P, Hizex 7300F, Hoechst PA 190, Hoechst Wax PA 520, Hostalen GD 620, Hostalen GD 6250, Hostalen GF 4760, Hostalen GF 5750, Hostalen GUR, Hostalen HDPE, Irax, Irrathene R, LD 400, LD 600, Lupolen 1010H, Lupolen 1800H, Lupolen 1800S, Lupolen 1810H, Lupolen 4261A, Lupolen 6011H, Lupolen 6011L, Lupolen 6042D, Lupolen KR 1032, Lupolen KR 1051, Lupolen KR 1257, Lupolen L 6041D, Lupolen N, Manolène 6050, Marlex 50, Marlex 60, Marlex 6003, Marlex 6009, Marlex 6015, Marlex 6050, Marlex 6060, Marlex 9, Marlex 960, Marlex EHM 6001, Marlex M 309, Marlex TR 704, Marlex TR 880, Marlex TR 885, Marlex TR 906, Microthene, Microthene 510, Microthene 704, Microthene 710, Microthene FN 500, Microthene FN 510, Microthene MN 754-18, Mirason 16, Mirason 9, Mirason M 15, Mirason M 50, Mirason M 68, Mirason Neo 23H, Mirathen, Mirathen 1313, Mirathen 1350, Moplen RO-QG 6015, Neopolen, Neopolen 30N, Neozex 4010B, Neozex 45150, Nopol (polymère), Novatec JUO 80, Novatec JVO 80, Okiten G 23, Orizon, Orizon 805, P 2010B, P 2020T, P 2050T, P 2070P, P 4007EU, P 4007T, P 4070L, PA 130, PA 190, PA 520, PA 560, PAD 522, Î.-P.-É. 512, PE 617, PEN 100, PEP 211, PES 100, PES 200, PPE 2, PTS 2, PVP 8T, PY 100, Petrothène, Petrothène LB 861, Petrothène LC 731, Petrothène LC 941, Petrothène NA 219, Petrothène NA 227, Petrothène XL 6301, Plaskon PP 60-002, Plastazote X 1016, Plastipore, Plastronga, Plastylene MA 2003, Plastylene MA 7007, Politen, Politen I 020, Poly-Em 12, Poly-Em 40, Poly-Em 41, Polyéthylène AS, Polymul CS 81, Polysion N 22, Polywax 1000, Porolen, Profax A 60-008, RCH 1000, Repoc, Rigidex, Rigidex 35, Rigidex 50, Rigidex Type 2, Ropol, SDP 640, SRM 1475, SRM 1476, Sanwax 161P, Sclair 19A, Sclair 19X6, Sclair 2911, Sclair 59, Sclair 59C, Sclair 79D, Sholex 4250HM, Sholex 5003, Sholex 5100, Sholex 6000, Sholex 6002, Sholex F 171, Sholex F 6050C, Sholex F 6080C, Sholex L 131, Sholex S 6008, Sholex super, Socarex, Stamylan 1000, Stamylan 1700, Stamylan 8200, Stamylan 8400, Stamylan 900, Sumikathene, Sumikathene F 101-1, Sumikathene F 210-3, Sumikathene F 702, Sumikathene G 201, Sumikathene G 202, Sumikathene G 801, Sumikathene G 806, Sumikathene dur 2052, Super dylan, Suprathen, Suprathen C 100, Takathene, Takathene P 12, Takathene P 3, Tenaplas, Tenite 1811, Tenite 2910, Tenite 2918, Tenite 3300, Tenite 3340, Tenite 800, Trovidur PE, Tyrin, Tyvek, Unifos DYOB S, Unifos EFD 0118, Valeron, Valspex 155-53, Velustral KPA, Vestolen A 616, WJG 11, WNF 15, WVG 23, Wax LE, XL 1246, XL 335-1, XNM 68, XO 440, Yukalon EH 30, Yukalon HE 60, Yukalon K 3212, Yukalon LK 30, Yukalon MS 30, Yukalon PS 30, Yukalon YK 30, ZF 36, 2100 GP, 2100GP, 5100LP, AC 680, AC GA, AC-GA, ALATHON 4476, ALCOWAX &, ALKATHENE 0764, ALKATHENE HD, ALKATHENE Q 4177, ALKATHENE WNC 71, Alkathene 22 300, BAKELITE DFD 3300, BAYLON V 18, BAYLON VP 105, BRALEN RA 219, BULEN A 15, C 706, CARLONA 18020FA, CELLUSOFT PXB, COURLENE X 3, CPE 16, CPE 25, CPR
Le polyéthylène ou polyéthylène (abrégé PE ; nom IUPAC polyéthylène ou poly(méthylène)) est le plastique le plus couramment produit.
Le polyéthylène est un polymère, principalement utilisé pour les emballages (sacs en plastique, films plastiques, géomembranes et contenants dont bouteilles, gobelets, pots, etc.).
En 2017, plus de 100 millions de tonnes de résines de polyéthylène étaient produites chaque année, ce qui représente 34 % du marché total des plastiques.
De nombreux types de polyéthylène sont connus, la plupart ayant pour formule chimique (C2H4)n.
Le polyéthylène est généralement un mélange de polymères d'éthylène similaires, avec différentes valeurs de n.
Le polyéthylène peut être de faible ou de haute densité et exister sous de nombreuses variantes.
Les propriétés du polyéthylène peuvent être modifiées davantage par réticulation ou copolymérisation.
Toutes les formes sont non toxiques et chimiquement résistantes, contribuant à la popularité du polyéthylène en tant que plastique polyvalent.
Cependant, la résilience chimique du polyéthylène en fait également un polluant à longue durée de vie et résistant à la décomposition lorsqu'il est éliminé de manière inappropriée.
Étant un hydrocarbure, le polyéthylène est incolore à opaque (sans impuretés ni colorants) et combustible.
Le polyéthylène est probablement le polymère que vous voyez le plus dans la vie quotidienne.
Le polyéthylène est l’un des polymères appelés polyoléfines, ce qui est un nom étrange.
De nombreux noms du passé n'ont rien à voir avec la composition chimique réelle des molécules, mais c'est une histoire pour une autre fois.
Le polyéthylène est le plastique le plus populaire au monde.
C’est le polymère qui sert à fabriquer des sacs d’épicerie, des bouteilles de shampoing, des jouets pour enfants et même des gilets pare-balles.
Pour un matériau aussi polyvalent, le polyéthylène a une structure très simple, le plus simple de tous les polymères commerciaux.
Une molécule de polyéthylène n’est rien de plus qu’une longue chaîne d’atomes de carbone, avec deux atomes d’hydrogène attachés à chaque atome de carbone.
C'est ce que montre l'image en haut de la page, mais il serait peut-être plus facile de la dessiner comme l'image ci-dessous, mais avec une chaîne d'atomes de carbone longue de plusieurs milliers d'atomes.
Parfois, le polyéthylène est un peu plus compliqué.
Parfois, certains carbones, au lieu d'avoir des hydrogènes attachés, auront de longues chaînes ou branches de polyéthylène attachées.
C'est ce qu'on appelle le polyéthylène ramifié ou basse densité, ou PEBD.
Lorsqu'il n'y a pas de ramification, on parle de polyéthylène linéaire, ou PEHD.
Le polyéthylène linéaire est beaucoup plus résistant que le polyéthylène ramifié, mais le polyéthylène ramifié est moins cher et plus facile à fabriquer.
Il est également plus flexible et convient parfaitement pour emballer des sandwichs.
Le polyéthylène linéaire est normalement produit avec des poids moléculaires compris entre 200 000 et 500 000, mais il peut être fabriqué à des poids encore plus élevés.
Le polyéthylène dont le poids moléculaire est compris entre trois et six millions est appelé polyéthylène à poids moléculaire ultra élevé, ou UHMWPE.
L'UHMWPE peut être utilisé pour fabriquer des fibres si résistantes qu'elles ont remplacé le Kevlar dans la fabrication des gilets pare-balles.
De grandes plaques de glace peuvent être utilisées à la place de la glace pour les patinoires.
Le polyéthylène est un polymère vinylique fabriqué à partir du monomère éthylène.
Voici un modèle du monomère d'éthylène.
Le polyéthylène ressemble à une sorte d'animal à quatre pattes et sans tête si vous me demandez.
Le polyéthylène ramifié est souvent fabriqué par polymérisation radicalaire du vinyle.
Le polyéthylène linéaire est fabriqué par une procédure plus complexe appelée polymérisation Ziegler-Natta.
L'UHMWPE est fabriqué à l'aide d'une polymérisation par catalyse métallocène.
Mais la polymérisation Ziegler-Natta peut également être utilisée pour fabriquer du PEBD.
En copolymérisant un monomère d'éthylène avec un comonomère à ramification alkyle, on obtient un copolymère qui possède de courtes ramifications hydrocarbonées.
Les copolymères comme celui-ci sont appelés polyéthylène basse densité linéaire, ou LLDPE.
BP produit du LLDPE en utilisant un comonomère au nom accrocheur 4-méthyl-1-pentène.
Le LLDPE est souvent utilisé pour fabriquer des éléments tels que des films plastiques.
Le polyéthylène est le thermoplastique le plus courant.
Le polyéthylène peut être fondu en liquide et reconverti en solide à différents moments.
Sa durabilité rend le polyéthylène attrayant pour les entreprises et les consommateurs.
Ce plastique, le polyéthylène, ne se décolore pas et ne s'écaille pas.
Le polyéthylène n’est pas biodégradable, mais il est recyclable.
Le polyéthylène est classé en 4 ou 5 catégories.
Plus la densité est élevée, plus le matériau est résistant :
*Polyéthylène basse densité (PEBD)
*Polyéthylène linéaire basse densité (LLDPE)
*Polyéthylène moyenne densité (MDPE)
*Polyéthylène haute densité (PEHD)
*Polyéthylène à poids moléculaire ultra élevé (UWMPE)
Recyclable ne signifie pas durable, et Million Marker répertorie le polyéthylène comme l’un des produits chimiques à éviter.
Pensez à utiliser des bouteilles d’eau sans plastique et des contenants de stockage alimentaires respectueux de l’environnement pour vos besoins quotidiens.
Le polyéthylène (PE) est un polymère thermoplastique d'éthylène.
Le polyéthylène, le plus populaire au monde, est une masse cireuse blanche, résistante aux produits chimiques, au froid, aux propriétés isolantes et amortissantes, qui se ramollit lorsqu'elle est chauffée (à 80-120°C), se solidifie lorsqu'elle est refroidie et présente une faible adhérence.
Le polyéthylène est produit par polymérisation de l’éthylène.
Il existe des polyéthylènes haute densité, basse densité et moyenne densité, selon le mode de production.
Le polyéthylène basse densité (PEBD) a une densité spécifique de 0,91 à 0,925 g/cm3.
Le polyéthylène basse densité se caractérise par une rigidité élevée, une résistance aux fissures, une transparence, une flexibilité et un allongement élevé, ainsi qu'un faible retrait lors du moulage.
Le PEBD a un point de fusion de 105°C.
Il est résistant à l'eau, non réactif au contact des alcalis, des solutions salines, des acides organiques et inorganiques.
Il est insoluble à température ambiante et ne gonfle dans aucun solvant connu.
Environ 80 % du PEBD est utilisé pour la production de films, principalement des films d'emballage, ainsi que pour l'isolation des câbles et l'extrusion lors de la production de revêtements en carton et d'autres matériaux.
Le polyéthylène basse densité linéaire (LLDPE) a un point de fusion de 122°C.
L'application principale de ces polymères synthétiques est l'emballage. Le polyéthylène est souvent utilisé pour fabriquer des sacs en plastique, des bouteilles, des films plastiques, des conteneurs et des géomembranes.
Le polyéthylène est utilisé pour les sacs d'aliments surgelés, les bouteilles, les doublures de céréales, les pots de yaourt, etc.
Le polyéthylène ou polyéthylène est un type de polyoléfine.
Le polyéthylène est souvent abrégé en PE.
La formule chimique du polyéthylène est (C2H4)n.
Le polyéthylène est léger, durable et l’un des plastiques les plus couramment produits.
Regardez autour de vous, tous les plastiques avec les codes de recyclage 2 et 4 sont fabriqués à partir de polyéthylène.
Ces plastiques présentent différentes structures cristallines.
Le polyéthylène est fabriqué à partir de la polymérisation du monomère éthylène (ou éthène).
Les chaînes de polyéthylène sont produites par addition ou polymérisation radicalaire.
Les méthodes de synthèse possibles sont : la polymérisation Ziegler-Natta et la catalyse métallocène
De plus, d'autres types de PE sont également disponibles tels que :
*Polyéthylène moyenne densité (MDPE)
*Polyéthylène ultra basse densité (ULDPE)
*Polyéthylène à haut poids moléculaire (HMWPE)
*Polyéthylène métallocène (mPE)
*Polyéthylène chloré (CPE)
Le polyéthylène, également connu sous le nom de polyéthylène ou polyéthylène, est l’un des plastiques les plus couramment utilisés au monde.
Les polyéthylènes ont généralement une structure linéaire et sont connus pour être des polymères d'addition.
On peut noter que plus de 100 millions de tonnes de polyéthylène sont produites chaque année à des fins commerciales et industrielles.
La formule générale du polyéthylène peut s'écrire (C2H4)n. La plupart des types de polyéthylène sont thermoplastiques (ils peuvent être remodelés par chauffage).
Cependant, certains plastiques en polyéthylène modifiés présentent des propriétés thermodurcissables.
Un exemple d'une telle classe de polyéthylène est le polyéthylène réticulé (souvent abrégé en PEX).
Le polyéthylène est un matériau synthétique fabriqué par l'homme, classé comme polyoléfine dans le groupe collectif connu sous le nom de plastiques.
Le polyéthylène (en abrégé PE) est parfois appelé polyéthylène, polyéthylène et moins communément polyméthylène.
Le polyéthylène est souvent associé à ses variantes de produits les plus couramment utilisées : polyéthylène haute densité (PEHD), polyéthylène basse densité (PEBD) et polyéthylène réticulé (XLPE ; PEX) ; tandis que d'autres types sont également produits.
Les caractéristiques et la classification des différents types de polyéthylène varient en fonction des spécificités de fabrication du PE, de sa densité et du degré de ramification carbone-carbone.
Au niveau atomique, le polyéthylène est une chaîne d'unités monomères simples et répétitives qui sont liées entre elles par une réaction de synthèse appelée polymérisation.
Dans le polyéthylène, la sous-unité répétitive est l'éthylène, un petit composé carboné représenté dans la formule H2C=CH2 ou C2H4.
Lorsqu'elles réagissent correctement, les molécules d'éthylène forment des liaisons chimiques les unes après les autres pour produire du polyéthylène, qui est par définition une chaîne polymère hydrocarbonée saturée non polaire à poids moléculaire élevé.
Le polymère de polyéthylène résultant peut être classé comme un matériau plastique thermoplastique ou thermodurcissable.
Les thermoplastiques sont des matériaux thermo-ramollissants capables de refondre, de réutiliser et de recycler et représentent la plupart des types de polyéthylène.
Bien que les plastiques thermodurcissables offrent certaines différences de performances, ils ne fondent pas lorsqu'ils sont chauffés mais brûlent, et incluent le type de polyéthylène réticulé.
Les spécifications du polyéthylène et le type de résine résultants dépendent entièrement de la manière dont le polymère est fabriqué.
Le polyéthylène (PE) est un polymère thermoplastique composé de monomères d'éthylène.
Le polyéthylène est l’un des plastiques les plus couramment utilisés en raison de sa polyvalence, de son faible coût et de sa large gamme d’applications.
Le polyéthylène est produit par la polymérisation du gaz éthylène, ce qui donne un matériau doté d’une excellente résistance, d’une excellente durabilité et d’une excellente résistance aux produits chimiques et à l’humidité.
Le polyéthylène existe sous différentes formes, telles que le polyéthylène haute densité (PEHD) et le polyéthylène basse densité (PEBD), chacun ayant son propre ensemble de propriétés et d’applications.
Le polyéthylène est l’un des plastiques les plus populaires au monde.
Le polyéthylène est un polymère extrêmement polyvalent qui convient à une large gamme d'applications, depuis les membranes anti-humidité robustes pour les nouveaux bâtiments jusqu'aux sacs et films légers et flexibles.
Deux principaux types de polyéthylène sont utilisés dans le secteur des films et des emballages flexibles : le PEBD (faible densité), généralement utilisé pour les plateaux et les films plus résistants tels que les sacs et sachets longue durée, les tunnels en polyéthylène, les feuilles de protection, les sacs alimentaires, etc. et le PEHD (haute densité), utilisé pour la plupart des sacs de transport de faible épaisseur, les sacs de produits frais et certaines bouteilles et bouchons.
Il existe d’autres variantes de ces deux types principaux.
Tous offrent de bonnes qualités de barrière à la vapeur ou à l’humidité et sont chimiquement inertes.
Le polyéthylène est une poudre blanche (microbilles).
Résistant et flexible à température ambiante.
Polyéthylène (PE), résine synthétique légère et polyvalente issue de la polymérisation de l'éthylène.
Le polyéthylène est un membre de la famille importante des résines polyoléfines.
Le polyéthylène est le plastique le plus utilisé au monde. Il est utilisé dans la fabrication de produits allant des emballages alimentaires transparents aux sacs de courses, en passant par les bouteilles de détergent et les réservoirs de carburant des automobiles.
Le polyéthylène peut également être fendu ou filé en fibres synthétiques ou modifié pour adopter les propriétés élastiques d'un caoutchouc.
Le polyéthylène est un type de thermoplastique.
Plus précisément, il s’agit d’un homopolymère contenant des chaînes moléculaires d’éthène.
Cette structure est chimiquement ce qui constitue le plastique que nous connaissons et utilisons si souvent, que ce soit pour un récipient contenant vos plats à emporter préférés ou pour des choses plus sérieuses, comme une partie d'une prothèse de genou.
UTILISATIONS et APPLICATIONS du POLYETHYLENE :
Le polyéthylène a de nombreuses applications dans divers secteurs industriels en raison de ses propriétés intéressantes.
Emballage : Le polyéthylène est largement utilisé dans les matériaux d’emballage tels que les sacs, les films et les conteneurs en plastique en raison de ses excellentes propriétés de barrière contre l’humidité et de sa flexibilité.
Le polyéthylène est produit sous trois formes principales : basse densité (LDPE) (< 0,930 g cm-3) et basse densité linéaire (LLDPE) (environ 0,915-0,940 g cm-3) et haute densité (HDPE) (environ 0,940-0,965 g cm-3).
La forme LDPE ou LLDPE est préférée pour l'emballage sous film et pour l'isolation électrique.
Le PEHD est moulé par soufflage pour fabriquer des contenants pour produits chimiques ménagers tels que des liquides vaisselle et des fûts pour emballages industriels.
Le polyéthylène est également extrudé sous forme de tuyaux.
L’application la plus importante du polyéthylène est l’emballage des produits.
Ce plastique est souvent utilisé pour la production de sacs en plastique, de films plastiques, de bouteilles, de géomembranes et de conteneurs.
Le polyéthylène est également utilisé dans les caisses, les plateaux, les cruches contenant du lait ou des jus de fruits et d’autres produits d’emballage alimentaire.
Le polyéthylène haute densité est utilisé dans les jouets, les poubelles, les bacs à glaçons et autres articles ménagers.
La polyvalence de ce plastique rend le polyéthylène idéal pour un large éventail d’applications.
Le PEHD est également utilisé dans les cordes, les filets de pêche, les filets agricoles et les tissus industriels.
Il n’est pas rare que ce plastique soit également utilisé dans les câblages et les câbles.
Le polyéthylène basse densité (PEBD) est largement utilisé dans la production de bouteilles compressibles, de sacs poubelles, de laminés et d'emballages alimentaires en raison de sa grande flexibilité et de son faible coût.
Le PEBD est également utilisé dans les tuyaux et les raccords.
Il est idéal pour de telles applications en raison de sa faible absorption d’eau et également de sa plasticité.
Le polyéthylène est également utilisé pour le gainage des câbles car il est un bon isolant du courant électrique.
En modifiant la formulation et le calibre du polyéthylène, le producteur/convertisseur peut ajuster la résistance aux chocs et à la déchirure, la transparence et la tactilité, la flexibilité, la formabilité et la capacité de revêtement/laminage/impression.
Le polyéthylène peut être recyclé et de nombreux sacs-poubelles, films agricoles et produits à longue durée de vie tels que les bancs de parc, les bornes et les poubelles utilisent du polyéthylène recyclé.
En raison de son pouvoir calorifique élevé, le polyéthylène offre une excellente récupération d’énergie grâce à une incinération propre.
Le polyéthylène est utilisé dans les fûts chimiques, les jerricans, les bonbonnes, les jouets, les articles de pique-nique, les ustensiles de maison et de cuisine, l'isolation des câbles, les sacs de transport et les matériaux d'emballage alimentaire.
Le polyéthylène est utilisé pour produire divers articles ménagers tels que des ustensiles, de la vaisselle, des appareils électroménagers, des appareils électroniques, des jouets et une variété d'autres articles individuels du quotidien.
Le polyéthylène est utilisé dans la fabrication de conteneurs et de réservoirs de stockage de toutes formes, de toutes tailles et avec les produits prévus, allant de l'eau, des produits chimiques, des ingrédients alimentaires, des sirops, des huiles, des graisses aux carburants.
Les types de produits chimiques fréquemment utilisés avec le polyéthylène comprennent des acides forts tels que l’acide chlorhydrique, des caustiques puissants tels que l’hydroxyde de sodium et des oxydants potentiels tels que l’hypochlorite de sodium (eau de Javel).
Le polyéthylène est souvent utilisé pour fabriquer des tuyaux et des tubes qui sont largement utilisés pour le transfert de fluides, les pompes et les systèmes de distribution.
D’autres exemples courants d’utilisation du polyéthylène comprennent les équipements de santé, les composants électriques et les gaines de câblage, ainsi que les matériaux de structure utilisés dans la construction.
L’utilisation généralisée et la grande polyvalence du polyéthylène peuvent être attribuées à ses propriétés physiques et chimiques uniques ainsi qu’à sa capacité à être modifié et/ou développé dans ses différentes souches caractéristiques.
Le polyéthylène est une mise en œuvre assez récente dans le domaine de la science des matériaux et de l'ingénierie des polymères, comme tous les plastiques.
Le polyéthylène est également classé en thermoplastiques tels que le PEHD, le PEBD et les thermodurcissables tels que le XLPE/PEX.
Le polyéthylène est un polymère à longue chaîne de carbone fabriqué à partir d’éthylène raffiné à partir de pétrole et de gaz naturels.
Parmi les différents types de plastique, le polyéthylène est l'un des plastiques les plus fabriqués, élaborés et conçus au monde, après le polypropylène.
Le polyéthylène est couramment utilisé dans la production de nombreux articles modernes ainsi que dans des applications allant de la fabrication à la manutention des marchandises.
En tant que matériau de produit, le polyéthylène est un matériau synthétique durable, relativement peu coûteux et résistant à la corrosion qui offre une compatibilité significative dans les scénarios chimiques, l'utilisation de l'eau et les opérations de qualité alimentaire.
Le polyéthylène est utilisé dans diverses industries, notamment l’emballage, l’agriculture, la construction, l’automobile et les soins de santé.
-Utilisations du polyéthylène dans la construction :
Le polyéthylène est largement utilisé dans l’industrie de la construction pour les tuyaux, les raccords, les géomembranes et les matériaux d’isolation.
Les tuyaux en polyéthylène sont durables, légers et résistants à la corrosion, ce qui les rend idéaux pour les systèmes de distribution d'eau et de gaz.
-Utilisations automobiles du polyéthylène :
Le polyéthylène est utilisé dans les applications automobiles pour la fabrication de réservoirs de carburant, de pare-chocs, d'isolation de câbles et de composants intérieurs.
Sa résistance aux chocs, son faible poids et sa résistance chimique rendent le polyéthylène adapté à ces applications.
-Utilisations agricoles du polyéthylène :
Le polyéthylène est utilisé dans des applications agricoles telles que les films de serre, les films de paillage et les systèmes d'irrigation.
Ces films offrent une protection contre les parasites, contrôlent les niveaux d’humidité et améliorent la croissance des cultures.
-Utilisations d'isolation électrique du polyéthylène :
Le polyéthylène est utilisé comme matériau isolant dans les fils et câbles électriques.
Ses excellentes propriétés électriques, notamment sa rigidité diélectrique élevée et sa faible perte diélectrique, font du polyéthylène un choix idéal pour l’isolation.
-Utilisations du polyéthylène dans les biens de consommation :
Le polyéthylène est présent dans une large gamme de produits de consommation, notamment les jouets, les contenants ménagers, les bouteilles et les emballages pour aliments et boissons.
Sa sécurité, sa durabilité et sa facilité de moulage rendent le polyéthylène populaire dans ces applications.
-Utilisations médicales du polyéthylène :
Dans le domaine médical, le polyéthylène est utilisé pour la fabrication de dispositifs médicaux et de matériaux d’emballage.
Le polyéthylène est couramment utilisé pour des articles tels que les seringues, les cathéters, les implants chirurgicaux et les emballages flexibles pour produits pharmaceutiques.
-Utilisations sportives et récréatives du polyéthylène :
Le polyéthylène est utilisé dans la production d’équipements sportifs, tels que des kayaks, des canoës, des équipements de jeux et du gazon artificiel.
La légèreté, la durabilité et la résistance aux chocs du polyéthylène contribuent à son adéquation à ces applications.
-Applications industrielles du polyéthylène :
Le polyéthylène est utilisé dans diverses applications industrielles, notamment les réservoirs de stockage de produits chimiques, les revêtements pour étangs et réservoirs, les bandes transporteuses et les revêtements industriels.
Sa résistance chimique et ses propriétés de faible frottement rendent le polyéthylène utile dans ces environnements.
-Applications du polyéthylène
Il existe de nombreuses façons différentes d’utiliser le polyéthylène, des produits du quotidien aux articles plus spécialisés.
Certains des produits les plus courants comprennent :
*Filets de pêche
*Bouteilles
*Réservoirs d'eau
*Sacs et contenants alimentaires
*Tuyaux et raccords de tuyauterie
*Films souples
*Implants médicaux
*Cordes
* Revêtements résistants à l'usure pour objets tels que des goulottes
À QUOI SERT LE POLYÉTHYLÈNE ?
Le polyéthylène est l’un des types de matières plastiques les plus utilisés au monde en termes d’abondance du marché, de poids de production et de diversité des produits obtenus.
Les résines de polyéthylène sont utilisées dans les processus de moulage par soufflage, de moulage par rotation ou d'extrusion par poussée pour produire une grande variété de produits PE dans tous les secteurs et applications.
L’agriculture, la transformation chimique, les produits de consommation, les soins de santé et les produits pharmaceutiques, la plomberie, la manutention des marchandises, la logistique et le stockage sont quelques exemples d’industries qui utilisent le polyéthylène.
TYPES DE POLYÉTHYLÈNE :
Le polyéthylène peut être classé en plusieurs types différents en fonction de la densité du plastique et du degré de ramification de sa structure.
Le type de ramification et l’étendue de la ramification ont un impact direct sur les propriétés mécaniques du plastique.
Par conséquent, différents types de polyéthylène présentent des propriétés mécaniques différentes.
Certains types importants de polyéthylène sont répertoriés ci-dessous.
*Polyéthylène à haut module, également connu sous le nom de polyéthylène à poids moléculaire ultra élevé (UHMWPE)
*Polyéthylène à très faible poids moléculaire (ou ULMWPE)
*Polyéthylène réticulé haute densité (HDXLPE)
*Polyéthylène haute densité (PEHD)
*Polyéthylène à haut poids moléculaire (HMWPE)
*Polyéthylène réticulé (XLPE)
*Polyéthylène moyenne densité (MDPE)
*Polyéthylène basse densité (PEBD)
*Polyéthylène linéaire basse densité (LLDPE)
*Polyéthylène chloré (CPE)
On peut également noter que le polyéthylène basse densité présente une cristallinité inférieure à celle du polyéthylène haute densité.
On sait que la cristallinité du polyéthylène varie de 35 % pour le polyéthylène basse densité à 80 % pour le polyéthylène haute densité.
QUELLES SONT LES PROPRIÉTÉS PHYSIQUES ET CHIMIQUES DU POLYÉTHYLÈNE ?
Propriétés physiques
La résistance mécanique du polyéthylène est relativement inférieure à celle des autres plastiques.
La rigidité et la dureté de ces polymères sont également relativement faibles.
Le polyéthylène est connu pour être très ductile.
De plus, ce plastique est connu pour posséder une très grande résistance aux chocs.
Ce polymère synthétique, le polyéthylène, présente un fort fluage lorsqu'il est soumis à une force persistante.
Les polyéthylènes ont généralement une texture cireuse.
Les points de fusion des qualités commerciales de polyéthylène haute densité (PEHD) et de polyéthylène moyenne densité (PEMD) se situent entre 120 et 180 degrés Celsius.
Le point de fusion du polyéthylène basse densité (PEBD) disponible dans le commerce se situe généralement entre 105 et 115 degrés Celsius.
Le polyéthylène est connu pour être un très bon isolant du courant électrique car il offre une résistance élevée à l'arborescence électrique.
Propriétés chimiques
Le polyéthylène est composé d’hydrocarbures saturés non polaires ayant des poids moléculaires très élevés.
On pense que c’est la raison pour laquelle les propriétés chimiques du polyéthylène sont assez similaires à celles de la paraffine.
Il est à noter que les macromolécules individuelles de polyéthylène ne sont pas liées par des liaisons covalentes.
Cependant, ces molécules cristallisent en raison de leurs structures moléculaires plutôt symétriques.
Par conséquent, le polyéthylène peut être considéré comme un plastique partiellement cristallin.
Plus la cristallinité du polymère est élevée, plus la densité et la stabilité chimique du polyéthylène sont élevées.
Il est important de noter que la plupart des types de polyéthylène ont une résistance chimique très élevée aux acides et aux alcalis (y compris le LDPE, le MDPE et le HDPE).
Ces plastiques sont également résistants aux agents oxydants faibles et aux agents réducteurs faibles.
La plupart des polyéthylènes sont connus pour être solubles dans les hydrocarbures aromatiques comme le xylène ou le toluène à des températures élevées.
CARACTÉRISTIQUES DU POLYÉTHYLÈNE :
Le polyéthylène est un polymère synthétique polyvalent qui possède de nombreuses caractéristiques et applications.
Voici quelques caractéristiques clés du polyéthylène :
Léger:
Le polyéthylène est un matériau léger, ce qui le rend facile à manipuler et à transporter.
Résistance chimique :
Le polyéthylène présente une excellente résistance à de nombreux produits chimiques, notamment les acides, les alcalis et les solvants, ce qui le rend adapté à diverses applications industrielles.
Résistance à l'eau :
Le polyéthylène est très résistant à l’eau, ce qui le rend utile pour les produits qui doivent être résistants à l’eau ou imperméables.
Isolation électrique :
Le polyéthylène possède de bonnes propriétés d’isolation électrique, ce qui le rend adapté aux applications dans les industries électriques et électroniques.
Flexibilité:
Le polyéthylène est un matériau flexible, ce qui lui permet d'être facilement moulé dans différentes formes et tailles.
Le polyéthylène peut également résister à des flexions et des flexions répétées sans se casser.
Faible frottement :
Le polyéthylène a un faible coefficient de frottement, ce qui signifie que les objets peuvent glisser facilement sur sa surface.
Cette propriété rend le polyéthylène adapté aux applications où une friction réduite est souhaitée, comme dans les systèmes d'emballage et de convoyage.
Isolation thermique :
Le polyéthylène a une faible conductivité thermique, offrant une isolation contre le transfert de chaleur.
Le polyéthylène est couramment utilisé dans les matériaux isolants pour les tuyaux, les câbles et les applications de construction.
Résistance aux chocs :
Le polyéthylène présente une résistance élevée aux chocs, ce qui le rend résistant à la rupture ou à l'éclatement sous les charges d'impact.
Cette propriété est particulièrement utile dans les applications où la durabilité est requise, comme dans les emballages, les pièces automobiles et les jouets.
Sans danger pour les aliments :
Le polyéthylène est non toxique et approuvé pour une utilisation dans les emballages et les conteneurs alimentaires, car il ne libère pas de substances nocives dans les aliments.
Résistance aux UV :
Certaines formes de polyéthylène sont résistantes aux rayons ultraviolets (UV), ce qui les rend adaptées aux applications extérieures où une exposition prolongée au soleil est prévue, comme dans les films agricoles et les meubles d'extérieur.
Ces caractéristiques contribuent à l’utilisation généralisée du polyéthylène dans diverses industries, notamment l’emballage, la construction, l’automobile, l’électricité, l’agriculture et les soins de santé.
PRÉPARATION DU POLYÉTHYLÈNE :
Le constituant principal du polyéthylène est l’éthylène (un hydrocarbure organique de formule chimique C2H4 ; nom IUPAC : éthène).
Pour la production de polyéthylène, les spécifications typiques impliquent moins de 5 parties par million d’oxygène, d’eau et d’autres alcènes.
Cependant, d’autres composés peuvent être présents lors de la réaction de polymérisation en tant que contaminants.
Certains contaminants couramment acceptés lors de la production de polyéthylène comprennent l’azote, le méthane et l’éthane.
L'éthène étant une molécule relativement stable, sa polymérisation nécessite des catalyseurs appropriés.
Il est important de noter que la conversion de l’éthylène en polyéthylène est de nature hautement exothermique.
L’un des catalyseurs les plus couramment utilisés pour la polymérisation de l’éthylène est le chlorure de titane (III) (parfois appelé catalyseur Ziegler-Natta).
PROPRIÉTÉS DU POLYÉTHYLÈNE :
Flexible, translucide/cireux, résistant aux intempéries, bonne résistance à basse température (jusqu'à -60°C), facile à traiter par la plupart des méthodes, faible coût, bonne résistance chimique.
POINTS FORTS DU POLYETHYLENE :
*Présence mondiale
* Plusieurs plateformes technologiques (par exemple, autoclave, phase gazeuse, boucle de suspension)
AVANTAGES DU POLYÉTHYLÈNE :
*Recherche et développement de classe mondiale
*Engagement envers le service et le soutien à la clientèle
*Production et distribution mondiales
QUEL TYPE DE MATÉRIAU EST LE POLYÉTHYLÈNE ?
Le polyéthylène est une polyoléfine thermoplastique.
Le polyéthylène est une polyoléfine, un polymère hydrocarboné fabriqué à partir d'un monomère possédant une double liaison, dans ce cas, l'éthylène.
Un thermoplastique peut être façonné par chauffage dans un moule, roulé en film ou étendu en fil, et peut être remodelé de la même manière ultérieurement.
Le polyéthylène forme un solide durable, léger et imperméable, peu coûteux et utilisé pour les emballages et les conteneurs.
LE POLYÉTHYLÈNE EST-IL TOXIQUE POUR L’HOMME ?
Le polyéthylène pur est biocompatible, chimiquement stable et non toxique pour l’homme.
Cependant, au fil du temps, le polyéthylène peut absorber des matières toxiques telles que des métaux lourds et des pesticides qui peuvent présenter un risque pour la santé ou être irritants pour les humains.
Cette forme dégradée peut pénétrer dans la chaîne alimentaire ou affecter l’approvisionnement en eau humaine, et est particulièrement importante dans le cas des microplastiques océaniques.
LE POLYÉTHYLÈNE EST-IL UN COMPOSÉ OU UN ÉLÉMENT ?
Le polyéthylène est un composé constitué de toute molécule constituée de deux ou plusieurs éléments.
Le polyéthylène est un composé lié de manière covalente constitué de deux éléments sous la forme d'un polymère.
Un polymère est une chaîne de petites molécules connectées, ou monomères.
Dans ce cas, le polymère ne contient que des éléments carbone et hydrogène.
Les atomes de carbone forment une chaîne carbone-carbone et les atomes d'hydrogène sont attachés à chaque carbone dans la structure très stable du polyéthylène.
QUELLE EST LA DIFFÉRENCE ENTRE LE PLASTIQUE ET LE POLYÉTHYLÈNE ?
Un plastique est un polymère organique (à base de carbone) fabriqué par l’homme qui peut être moulé.
Le polyéthylène est le plus grand sous-ensemble de plastiques.
D’autres plastiques courants comprennent le polystyrène, la cellophane et le polypropylène.
Le polypropylène est souvent utilisé pour les pailles en plastique et les filtres HEPA.
CARACTÉRISTIQUES ET PROPRIÉTÉS IMPORTANTES DU POLYÉTHYLÈNE :
Les spécifications et les propriétés du polyéthylène dépendent entièrement de la manière dont la résine est traitée et des additifs éventuellement ajoutés.
Des détails tels que la densité, la gravité spécifique, le poids moléculaire, les températures maximales et minimales, la sensibilité chimique, la durabilité physique et son état amorphe total par rapport à son état cristallin varient tous en fonction du degré de ramification du polyéthylène et de son traitement spécifique.
Lorsque l'on compare le polyéthylène aux plastiques et aux autres types de matériaux en général, le PE est considéré comme durable, résistant aux impacts, aux déchirures et aux chutes, et résistant à la corrosion chimique, à la rouille et aux intempéries.
Lorsqu'il est fabriqué avec de l'additif noir de carbone ou dioxyde de titane, le polyéthylène devient également résistant à la dégradation des UV du soleil et convient à long terme à une utilisation en extérieur.
En termes de résistance chimique, le polyéthylène présente une compatibilité chimique marquée et peut être nettement plus résistant que d’autres matériaux, même les métaux, en fonction du produit chimique à manipuler.
La température de service maximale dépend de la contrainte spécifique du polyéthylène ainsi que des additifs et des spécifications de conception.
Le PEHD est généralement évalué pour une température de service soutenue de 100 °F, avec des pics maximum allant jusqu'à 120 °F - 130 °F.
Le XLPE est évalué pour une température de service soutenue de 100 °F, avec des pics maximum à 130 °F – 140 °F.
Les températures maximales nominales du LDPE sont d'environ 110 °F.
Notez que ces valeurs concernent les températures de stockage et de fonctionnement continus, et non les températures de fusion des matériaux.
Les caractéristiques supplémentaires du polyéthylène incluent sa légèreté, sa maniabilité, sa malléabilité et son coût de production assez faible, ce qui offre une rentabilité en termes de prix d'achat, d'installation et de durée de vie.
FORMULATION DU POLYETHYLENE :
Il existe différents types de formulations de polyéthylène disponibles, chacune avec des caractéristiques spécifiques adaptées à des utilisations particulières.
Voici quelques formulations de polyéthylène couramment utilisées :
Polyéthylène basse densité (PEBD) :
Le PEBD présente un degré élevé de ramification dans sa structure moléculaire, ce qui donne un matériau de faible densité et flexible.
Il est utilisé dans les films d'emballage, les sacs en plastique et les bouteilles compressibles.
Polyéthylène haute densité (PEHD) :
Le PEHD a une structure moléculaire plus linéaire, ce qui conduit à une densité plus élevée et à une plus grande résistance.
Il est utilisé dans les applications nécessitant de la rigidité, telles que les tuyaux, les conteneurs et les géomembranes.
Polyéthylène basse densité linéaire (LLDPE) :
Le LLDPE est un mélange de LDPE et de polyéthylène linéaire.
Il combine la flexibilité du LDPE avec la résistance du HDPE.
Le LLDPE est couramment utilisé dans les applications de films, telles que les films étirables, les films agricoles et les doublures.
Polyéthylène moyenne densité (MDPE) :
Le MDPE est un matériau dont les propriétés se situent entre le LDPE et le HDPE.
Il est utilisé dans les applications qui nécessitent un équilibre entre résistance et flexibilité, telles que les conduites de gaz et l'isolation des câbles.
Polyéthylène à poids moléculaire ultra élevé (UHMWPE) :
L'UHMWPE a un poids moléculaire extrêmement élevé, ce qui se traduit par une résistance à l'usure et aux chocs exceptionnelles.
Il est utilisé dans des applications telles que les roulements, les engrenages et les implants médicaux.
Ce ne sont là que quelques exemples de formulations de polyéthylène, et il existe de nombreuses autres variantes et mélanges disponibles pour répondre aux exigences spécifiques de secteurs tels que l'emballage, la construction, l'automobile, etc.
RÉSISTANCE AUX PRODUITS CHIMIQUES :
Acide dilué ****
Alcalis dilués ****
Huiles et graisses ** variable
Hydrocarbures aliphatiques *
Hydrocarbures aromatiques *
Hydrocarbures halogénés *
Alcools ****
RECYCLAGE DU POLYETHYLENE :
Le polyéthylène peut être recyclé en nouveaux produits, notamment du bois d’œuvre en plastique, des sacs en plastique et des matériaux composites.
Le recyclage contribue à réduire les déchets et à préserver les ressources.
Ce ne sont là que quelques exemples des nombreuses applications du polyéthylène, soulignant sa polyvalence et son utilisation généralisée dans différentes industries.
COMMENT EST FABRIQUÉ LE POLYÉTHYLÈNE ?
Le polyéthylène appartient à une classe de matériaux polymères fabriqués à partir de sous-produits du raffinage des hydrocarbures pétroliers.
Le gaz éthylène est notamment utilisé pour fabriquer du polyéthylène et appartient au groupe naphta des substances dérivées du pétrole naturel avec le propène (propylène ; C3H6), le butène (C4H8), le benzène et le xylène, entre autres.
L'éthylène est un produit secondaire généré à partir du processus de craquage du pétrole ou du gaz naturel qui est utilisé pour produire des carburants de combustion modernes.
Le polypropylène, le polystyrène, le polychlorure de vinyle (PVC) et le nylon appartiennent également à cette catégorie.
Pour la production de polyéthylène, le gaz d'éthylène, matière première, réagit sous des températures, des pressions et des catalyseurs particuliers qui induisent ensemble la polymérisation du composé d'éthylène.
Les températures de synthèse du polyéthylène varient de 158 °F (70 °C) à 572 °F (300 °C) ; les pressions courantes varient de 9,8 atm (144 psi) à 296 atm (4 350 psi) ; et le catalyseur Ziegler-Natta, ainsi nommé d'après les premiers chercheurs du PE, est le catalyseur le plus fréquemment utilisé.
Selon les détails de la réaction de polymérisation, le résultat sera du polyéthylène avec un degré spécifique de ramification moléculaire, de densité et de liaison qui placera le produit résultant dans l'une des différentes classifications du PE.
Les classifications standard des résines de polyéthylène les plus utilisées sont :
*Faible densité (LDPE)
*Basse densité linéaire (LLDPE)
*Moyenne densité (MDPE)
*Haute densité (PEHD)
*Poids moléculaire ultra élevé (UHMWPE)
*Poids moléculaire ultra bas (ULMWPE)
*Polyéthylène réticulé (XLPE; PEX)
*Polyéthylène chloré (CPE)
Les différents types de polyéthylène varient dans leurs propriétés chimiques et physiques ainsi que dans les additifs potentiels inclus lors de la fabrication.
Les additifs en polyéthylène peuvent modifier l'apparence du PE en ajoutant des colorants, améliorer sa malléabilité grâce à des plastifiants, fournir une protection contre les UV et les intempéries grâce à des antioxydants et augmenter sa résistance au feu et à la croissance microbienne, pour ne citer que quelques exemples.
Des additifs sont fréquemment ajoutés lors de la fabrication pour modifier davantage les caractéristiques du polyéthylène et souvent pour répondre aux besoins spécifiques d'une application individuelle.
QUELS PRODUITS CONTIENNENT DU POLYÉTHYLÈNE ?
Le polyéthylène peut être trouvé dans :
*Emballage alimentaire
*Tubes médicaux
*Bouteilles et poubelles
*Gilets pare-balles
*Câbles à haute résistance
Sa nature durable fait également du polyéthylène un isolant électrique.
HISTOIRE DU POLYETHYLENE :
Le polyéthylène a été synthétisé pour la première fois par le chimiste allemand Hans von Pechmann, qui l'a préparé par accident en 1898 alors qu'il étudiait le diazométhane.
Lorsque ses collègues Eugen Bamberger et Friedrich Tschirner ont caractérisé la substance blanche et cireuse qu'il avait créée, ils ont reconnu que le polyéthylène contenait de longues chaînes −CH2− et l'ont appelé polyméthylène.
La première synthèse industrielle de polyéthylène (le diazométhane est une substance notoirement instable qui est généralement évitée dans les synthèses industrielles) a été découverte accidentellement en 1933 par Eric Fawcett et Reginald Gibson dans les usines d'Imperial Chemical Industries (ICI) à Northwich, en Angleterre.
En appliquant une pression extrêmement élevée (plusieurs centaines d'atmosphères) à un mélange d'éthylène et de benzaldéhyde, ils ont à nouveau produit un matériau blanc et cireux.
Étant donné que la réaction avait été initiée par une contamination par des traces d’oxygène dans leur appareil, l’expérience était difficile à reproduire au début.
Ce n'est qu'en 1935 qu'un autre chimiste de l'ICI, Michael Perrin, a développé cet accident en une synthèse reproductible à haute pression pour le polyéthylène qui est devenu la base de la production industrielle de polyéthylène basse densité (PEBD) à partir de 1939.
Comme le polyéthylène s'est avéré avoir de très faibles propriétés de perte aux ondes radio à très haute fréquence, la distribution commerciale en Grande-Bretagne a été suspendue au début de la Seconde Guerre mondiale, le secret a été imposé, et le nouveau procédé a été utilisé pour produire de l'isolant pour les câbles coaxiaux UHF et SHF des radars.
Au cours de la Seconde Guerre mondiale, des recherches supplémentaires ont été menées sur le procédé ICI et, en 1944, DuPont à Sabine River, au Texas, et Union Carbide Corporation à South Charleston, en Virginie-Occidentale, ont commencé une production commerciale à grande échelle sous licence d'ICI.
La percée historique dans la production commerciale du polyéthylène a commencé avec le développement de catalyseurs favorisant la polymérisation à des températures et des pressions douces.
Le premier d’entre eux était un catalyseur à base de trioxyde de chrome découvert en 1951 par Robert Banks et J. Paul Hogan chez Phillips Petroleum.
En 1953, le chimiste allemand Karl Ziegler a développé un système catalytique à base d'halogénures de titane et de composés organoaluminiques qui fonctionnaient dans des conditions encore plus douces que le catalyseur Phillips.
Le catalyseur Phillips est toutefois moins cher et plus facile à utiliser, et les deux méthodes sont largement utilisées à l'échelle industrielle.
À la fin des années 1950, les catalyseurs de type Phillips et Ziegler étaient tous deux utilisés pour la production de polyéthylène haute densité (PEHD).
Dans les années 1970, le système Ziegler a été amélioré par l’incorporation de chlorure de magnésium.
Des systèmes catalytiques basés sur des catalyseurs solubles, les métallocènes, ont été rapportés en 1976 par Walter Kaminsky et Hansjörg Sinn.
Les familles de catalyseurs à base de Ziegler et de métallocène se sont révélées très flexibles pour copolymériser l'éthylène avec d'autres oléfines et sont devenues la base de la large gamme de résines de polyéthylène disponibles aujourd'hui, notamment le polyéthylène très basse densité et le polyéthylène basse densité linéaire. Ces résines, sous forme de fibres UHMWPE, ont commencé (depuis 2005) à remplacer les aramides dans de nombreuses applications à haute résistance.
Le polyéthylène est le polymère le plus produit à l’échelle mondiale, avec un total de plus de 90 millions de tonnes métriques par an.
Depuis la découverte accidentelle du polyéthylène en 1933, ce matériau est devenu essentiel à la vie moderne.
Le premier produit commercialisé était le polyéthylène basse densité (PEBD) basé sur la polymérisation radicalaire.
Peu de temps après, de nouvelles chimies de polymérisation basées sur la catalyse au chrome et la catalyse Ziegler Natta ont élargi l'espace des produits.
L’amélioration des performances des polymères grâce à de nouvelles technologies de catalyseurs et d’application a permis au polyéthylène d’avoir la diversité d’utilisation que nous voyons aujourd’hui.
Le polyéthylène est un matériau essentiel pour la transmission d'énergie, l'emballage alimentaire, les biens de consommation, l'électronique, les articles ménagers, le stockage industriel et les industries du transport.
Les progrès technologiques continuent d’améliorer sa fonctionnalité, faisant du polyéthylène l’utilisation la plus efficace des ressources naturelles telles que le pétrole et le gaz naturel.
PROPRIÉTÉS DU POLYÉTHYLÈNE :
Les propriétés du polyéthylène dépendent fortement du type.
Le poids moléculaire, la réticulation et la présence de comonomères affectent tous fortement les propriétés du polyéthylène.
C'est pour cette relation structure-propriété que des efforts intenses ont été investis dans divers types de PE.
Le PEBD est plus doux et plus transparent que le PEHD.
Pour le polyéthylène de moyenne et haute densité, le point de fusion se situe généralement entre 120 et 130 °C (248 à 266 °F).
Le point de fusion du polyéthylène basse densité commercial moyen est généralement de 105 à 115 °C (221 à 239 °F).
Ces températures varient fortement selon le type de polyéthylène, mais la limite supérieure théorique de fusion du polyéthylène serait de 144 à 146 °C (291 à 295 °F).
La combustion se produit généralement au-dessus de 349 °C (660 °F).
La plupart des qualités LDPE, MDPE et HDPE présentent une excellente résistance chimique, ce qui signifie qu’elles ne sont pas attaquées par des acides forts ou des bases fortes et résistent aux oxydants doux et aux agents réducteurs.
Les échantillons cristallins ne se dissolvent pas à température ambiante. Le polyéthylène (autre que le polyéthylène réticulé) peut généralement être dissous à des températures élevées dans des hydrocarbures aromatiques tels que le toluène ou le xylène, ou dans des solvants chlorés tels que le trichloroéthane ou le trichlorobenzène.
Le polyéthylène n'absorbe presque pas d'eau ; la perméabilité aux gaz et à la vapeur d'eau (uniquement aux gaz polaires) est inférieure à celle de la plupart des plastiques.
L'oxygène, le dioxyde de carbone et les arômes, en revanche, peuvent facilement traverser le polyéthylène.
Le polyéthylène brûle lentement avec une flamme bleue ayant une pointe jaune et dégage une odeur de paraffine (semblable à la flamme d'une bougie).
Le polyéthylène continue de brûler lorsque la source de flamme est retirée et produit une goutte.
Le polyéthylène ne peut pas être imprimé ou collé avec des adhésifs sans prétraitement.
Des assemblages à haute résistance sont facilement obtenus grâce au soudage plastique.
*Électrique
Le polyéthylène est un bon isolant électrique.
Le polyéthylène offre une bonne résistance à l'arborescence électrique ; cependant, il se charge facilement électrostatiquement (ce qui peut être réduit par des ajouts de graphite, de noir de carbone ou d'agents antistatiques).
À l'état pur, la constante diélectrique est comprise entre 2,2 et 2,4 selon la densité et la tangente de perte est très faible, ce qui fait du polyéthylène un bon diélectrique pour la construction de condensateurs.
Pour la même raison, le polyéthylène est couramment utilisé comme matériau isolant pour les câbles coaxiaux et à paires torsadées haute fréquence.
*Optique
Selon l'historique thermique et l'épaisseur du film, le polyéthylène peut varier entre presque clair (transparent), laiteux-opaque (translucide) et opaque.
Le PEBD a la plus grande transparence, le PEBDL un peu moins et le PEHD la plus faible.
La transparence est réduite par les cristallites si elles sont plus grandes que la longueur d'onde de la lumière visible
AVANTAGES DU POLYETHYLENE :
température de ramollissement élevée (qui permet de l'utiliser pour l'emballage de produits chauds), excellentes caractéristiques de performance à basse et haute température, brillance de surface et résistance aux fissures.
Il est utilisé pour la production de films étirables, de films rétractables et de sacs pour marchandises lourdes et déchets.
Le LLDPE est utilisé pour la production d’emballages d’aliments surgelés en raison de ses caractéristiques de performance à basse température.
L’utilisation de ce polymère dans la production de films étirables connaît une croissance rapide.
Le polyéthylène moyenne densité (MDPE) a une masse volumique d’environ 940 kg/m3.
Il est très résistant aux chocs et aux fractures.
Le polyéthylène moyenne densité présente une meilleure résistance aux rayures et aux fissures que le PEHD (polyéthylène haute densité).
Le MDPE est utilisé pour la production de films conventionnels et rétractables, de sacs, de sacs à provisions et de bouchons à vis.
Le polyéthylène haute densité (PEHD) a une densité spécifique de 0,941 à 0,959 g/cm3.
Le PEHD se caractérise par une excellente rigidité, une résistance à l’usure, une résistance chimique et une brillance de surface.
Le PEHD étant plus rigide que les autres polyéthylènes, il est utilisé pour le moulage par soufflage de bouteilles, de barils et de canettes ainsi que pour l’extrusion de conduites de gaz et d’eau.
Mélangé au LDPE, il est parfaitement adapté à la production de films puisque le LDPE et le HDPE sont entièrement compatibles.
Ce polyéthylène est particulièrement adapté à la production de matériaux en mousse pour l'isolation thermique et la protection contre les dommages mécaniques (EPI).
Outre les principaux types de polyéthylène (LDPE, HDPE), le polyéthylène de moyenne densité (MDPE), le polyéthylène réticulé (PE-X) et le polyéthylène à poids moléculaire ultra élevé (UHMWPE) sont également utilisés à des fins industrielles.
Le polyéthylène est traité à l'aide de toutes les méthodes connues de transformation des plastiques : extrusion, extrusion-soufflage, moulage par injection, moulage pneumatique et moulage par rotation.
PROCEDE DE FABRICATION DU POLYETHYLENE :
*Monomère
L'ingrédient ou monomère est l'éthylène (nom IUPAC éthène), un hydrocarbure gazeux de formule C2H4, qui peut être considéré comme une paire de groupes méthylène (−CH2−) reliés l'un à l'autre.
Les spécifications typiques pour la pureté du PE sont < 5 ppm pour les teneurs en eau, en oxygène et en autres alcènes.
Les contaminants acceptables comprennent le N2, l’éthane (précurseur commun de l’éthylène) et le méthane.
L'éthylène est généralement produit à partir de sources pétrochimiques, mais est également généré par déshydratation de l'éthanol.
*Polymérisation
La polymérisation de l'éthylène en polyéthylène est décrite par l'équation chimique suivante :
n CH2=CH2 (gaz) → [−CH2−CH2−]n (solide) ΔH/n = −25,71 ± 0,59 kcal/mol (−107,6 ± 2,5 kJ/mol)
L'éthylène est une molécule stable qui se polymérise uniquement au contact de catalyseurs.
La conversion est hautement exothermique.
La polymérisation par coordination est la technologie la plus répandue, ce qui signifie que des chlorures métalliques ou des oxydes métalliques sont utilisés.
Les catalyseurs les plus courants sont constitués de chlorure de titane (III), appelés catalyseurs Ziegler-Natta.
Un autre catalyseur courant est le catalyseur Phillips, préparé en déposant de l'oxyde de chrome (VI) sur de la silice.
Le polyéthylène peut être produit par polymérisation radicalaire, mais cette voie n’a qu’une utilité limitée et nécessite généralement un appareil à haute pression.
*Adhésion
Les méthodes couramment utilisées pour assembler des pièces en polyéthylène comprennent :
*Soudage
*Soudage au gaz chaud
*Soudage infrarouge
*Soudage au laser
*Soudage par ultrasons
*Scellage à chaud
*Fusion thermique
*Fixation
*Adhésifs
*Adhésifs sensibles à la pression (PSA)
*Dispersion de PSA de type solvant
*Adhésifs de contact en polyuréthane
*Polyuréthane à deux composants
*Adhésifs époxy
*Adhésifs thermofusibles
*Collage par solvant – Les adhésifs et les solvants sont rarement utilisés comme collage par solvant car le polyéthylène est non polaire et présente une résistance élevée aux solvants.
Les adhésifs sensibles à la pression (PSA) sont réalisables si la chimie de surface ou la charge est modifiée par activation plasma, traitement à la flamme ou traitement corona.
CLASSIFICATION DU POLYETHYLENE :
Le polyéthylène est classé selon sa densité et sa ramification.
Ses propriétés mécaniques dépendent considérablement de variables telles que l’étendue et le type de ramification, la structure cristalline et le poids moléculaire.
Il existe plusieurs types de polyéthylène :
*Polyéthylène à poids moléculaire ultra élevé (UHMWPE)
*Polyéthylène à très faible poids moléculaire (ULMWPE ou PE-WAX)
*Polyéthylène à haut poids moléculaire (HMWPE)
*Polyéthylène haute densité (PEHD)
*Polyéthylène réticulé haute densité (HDXLPE)
*Polyéthylène réticulé (PEX ou XLPE)
*Polyéthylène moyenne densité (MDPE)
*Polyéthylène basse densité linéaire (LLDPE)
*Polyéthylène basse densité (PEBD)
*Polyéthylène très basse densité (VLDPE)
*Polyéthylène chloré (CPE)
En ce qui concerne les volumes vendus, les qualités de polyéthylène les plus importantes sont le HDPE, le LLDPE et le LDPE.
*Poids moléculaire ultra élevé (UHMWPE)
L'UHMWPE est un polyéthylène dont le poids moléculaire se compte en millions, généralement compris entre 3,5 et 7,5 millions d'uma.
Son poids moléculaire élevé en fait un matériau très résistant, mais il entraîne un compactage moins efficace des chaînes dans la structure cristalline, comme en témoignent les densités inférieures à celles du polyéthylène haute densité (par exemple, 0,930–0,935 g/cm3).
L'UHMWPE peut être fabriqué grâce à n'importe quelle technologie de catalyseur, bien que les catalyseurs Ziegler soient les plus courants.
En raison de sa robustesse exceptionnelle et de sa résistance aux coupures, à l'usure et aux produits chimiques, l'UHMWPE est utilisé dans une large gamme d'applications.
Il s'agit notamment de pièces de machines de manutention de canettes et de bouteilles, de pièces mobiles de machines à tisser, de roulements, d'engrenages, de joints artificiels, de protections de bords sur les patinoires, de remplacements de câbles en acier sur les navires et de planches à découper de bouchers.
Il est couramment utilisé pour la construction de parties articulaires d’implants utilisés pour les remplacements de la hanche et du genou.
En tant que fibre, elle concurrence l’aramide dans les gilets pare-balles.
*Polyéthylène haute densité (PEHD)
Le PEHD est défini par une densité supérieure ou égale à 0,941 g/cm3. Le PEHD présente un faible degré de ramification.
Les molécules, pour la plupart linéaires, s'agglutinent bien, de sorte que les forces intermoléculaires sont plus fortes que dans les polymères hautement ramifiés.
Le PEHD peut être produit par des catalyseurs au chrome/silice, des catalyseurs Ziegler-Natta ou des catalyseurs métallocènes ; en choisissant les catalyseurs et les conditions de réaction, la petite quantité de ramification qui se produit peut être contrôlée.
Ces catalyseurs préfèrent la formation de radicaux libres aux extrémités des molécules de polyéthylène en croissance.
Ils provoquent l'ajout de nouveaux monomères d'éthylène aux extrémités des molécules, plutôt qu'au milieu, provoquant la croissance d'une chaîne linéaire.
Le PEHD a une résistance élevée à la traction.
Il est utilisé dans des produits et des emballages tels que les pots à lait, les bouteilles de détergent, les pots de beurre, les poubelles et les conduites d'eau.
*Polyéthylène réticulé (PEX ou XLPE)
Le PEX est un polyéthylène de moyenne à haute densité contenant des liaisons réticulées introduites dans la structure du polymère, transformant le thermoplastique en thermodurcissable.
Les propriétés à haute température du polymère sont améliorées, son écoulement est réduit et sa résistance chimique est renforcée.
Le PEX est utilisé dans certains systèmes de plomberie d'eau potable car les tubes fabriqués à partir de ce matériau peuvent être élargis pour s'adapter à un mamelon métallique et il reviendra lentement à sa forme d'origine, formant une connexion permanente et étanche.
*Polyéthylène moyenne densité (MDPE)
Le MDPE est défini par une plage de densité de 0,926 à 0,940 g/cm3. Le MDPE peut être produit par des catalyseurs au chrome/silice, des catalyseurs Ziegler-Natta ou des catalyseurs métallocènes.
Le MDPE présente de bonnes propriétés de résistance aux chocs et aux chutes.
Il est également moins sensible aux entailles que le PEHD ; la résistance à la fissuration sous contrainte est meilleure que celle du PEHD.
Le MDPE est généralement utilisé dans les conduites et raccords de gaz, les sacs, les films rétractables, les films d'emballage, les sacs de transport et les fermetures à vis.
*Polyéthylène linéaire basse densité (LLDPE)
Le LLDPE est défini par une plage de densité de 0,915 à 0,925 g/cm3.
Le LLDPE est un polymère essentiellement linéaire avec un nombre important de branches courtes, généralement fabriqué par copolymérisation d'éthylène avec des alpha-oléfines à chaîne courte (par exemple, le 1-butène, le 1-hexène et le 1-octène).
Le LLDPE a une résistance à la traction supérieure à celle du LDPE et présente une résistance aux chocs et à la perforation supérieure à celle du LDPE.
Des films de plus faible épaisseur (calibre) peuvent être soufflés, par rapport au LDPE, avec une meilleure résistance aux fissures dues aux contraintes environnementales, mais ils ne sont pas aussi faciles à traiter.
Le PEBDL est utilisé dans les emballages, notamment dans les films pour sacs et feuilles. Il peut être utilisé avec une épaisseur inférieure à celle du PEBDL.
Il est utilisé pour les revêtements de câbles, les jouets, les couvercles, les seaux, les conteneurs et les tuyaux.
Bien que d’autres applications soient disponibles, le LLDPE est principalement utilisé dans les applications de film en raison de sa résistance, de sa flexibilité et de sa transparence relative.
Les exemples de produits vont des films agricoles, du film Saran et du papier bulle aux films multicouches et composites.
*Polyéthylène basse densité (PEBD)
Le PEBD est défini par une plage de densité de 0,910 à 0,940 g/cm3.
Le PEBD présente un degré élevé de ramification à chaîne courte et longue, ce qui signifie que les chaînes ne s'entassent pas non plus dans la structure cristalline.
Ses forces intermoléculaires sont donc moins fortes car l'attraction dipôle-instantanée induite est moindre.
Il en résulte une résistance à la traction plus faible et une ductilité accrue.
Le PEBD est créé par polymérisation radicalaire.
Le degré élevé de ramification avec de longues chaînes confère au PEBD fondu des propriétés d'écoulement uniques et souhaitables.
Le PEBD est utilisé à la fois pour les conteneurs rigides et pour les applications de films plastiques tels que les sacs en plastique et les films d'emballage.
Le processus de polymérisation radicalaire utilisé pour fabriquer du PEBD n’inclut pas de catalyseur qui « supervise » les sites radicaux sur les chaînes PE en croissance.
(Dans la synthèse du PEHD, les sites radicaux se trouvent aux extrémités des chaînes PE, car le catalyseur stabilise leur formation aux extrémités.)
Les radicaux secondaires (au milieu d'une chaîne) sont plus stables que les radicaux primaires (à la fin de la chaîne), et les radicaux tertiaires (à un point de ramification) sont encore plus stables.
Chaque fois qu'un monomère d'éthylène est ajouté, il crée un radical primaire, mais souvent ceux-ci se réorganisent pour former des radicaux secondaires ou tertiaires plus stables.
L’ajout de monomères d’éthylène aux sites secondaires ou tertiaires crée une ramification.
*Polyéthylène à très basse densité (VLDPE)
Le VLDPE est défini par une plage de densité de 0,880 à 0,915 g/cm3.
Le VLDPE est un polymère essentiellement linéaire avec des niveaux élevés de ramifications à chaîne courte, généralement fabriqué par copolymérisation d'éthylène avec des alpha-oléfines à chaîne courte (par exemple, le 1-butène, le 1-hexène et le 1-octène).
Le VLDPE est le plus souvent produit à l'aide de catalyseurs métallocènes en raison de la plus grande incorporation de comonomère présentée par ces catalyseurs.
Les VLDPE sont utilisés pour les tuyaux et les tubes, les sacs de glace et d'aliments surgelés, les emballages alimentaires et les films étirables ainsi que comme modificateurs d'impact lorsqu'ils sont mélangés à d'autres polymères.
De nombreuses activités de recherche se sont concentrées sur la nature et la distribution des ramifications à longue chaîne dans le polyéthylène.
Dans le PEHD, un nombre relativement faible de ces branches, peut-être une sur 100 ou 1 000 branches par carbone du squelette, peut affecter de manière significative les propriétés rhéologiques du polymère.
COPOLYMÈRES DE POLYÉTHYLÈNE :
En plus de la copolymérisation avec les alpha-oléfines, l'éthylène peut être copolymérisé avec une large gamme d'autres monomères et compositions ioniques qui créent des radicaux libres ionisés.
Les exemples courants incluent l’acétate de vinyle (le produit résultant est un copolymère éthylène-acétate de vinyle, ou EVA, largement utilisé dans les mousses des semelles de chaussures de sport) et une variété d’acrylates.
Les applications du copolymère acrylique comprennent les emballages et les articles de sport, ainsi que les superplastifiants utilisés dans la production de ciment.
TYPES DE POLYETHYLÈNES :
Les propriétés matérielles particulières du « polyéthylène » dépendent de sa structure moléculaire.
Le poids moléculaire et la cristallinité sont les facteurs les plus importants ; la cristallinité dépend à son tour du poids moléculaire et du degré de ramification.
Moins les chaînes polymères sont ramifiées et plus le poids moléculaire est faible, plus la cristallinité du polyéthylène est élevée.
La cristallinité varie de 35 % (PE-LD/PE-LLD) à 80 % (PE-HD).
Le polyéthylène a une densité de 1,0 g/cm3 dans les régions cristallines et de 0,86 g/cm3 dans les régions amorphes.
Il existe une relation presque linéaire entre la densité et la cristallinité.
CHAÎNE DE RAMIFICATION DE POLYÉTHYLÈNE :
Les propriétés du polyéthylène dépendent fortement du type et du nombre de ramifications de la chaîne.
Les branches de la chaîne dépendent à leur tour du procédé utilisé : soit le procédé haute pression (uniquement PE-LD), soit le procédé basse pression (tous les autres grades PE).
Le polyéthylène basse densité est produit par le procédé haute pression par polymérisation radicalaire, ce qui permet de former de nombreuses ramifications à chaîne courte ainsi que des ramifications à chaîne longue.
Les ramifications à chaîne courte sont formées par des réactions de transfert de chaîne intramoléculaire, ce sont toujours des ramifications à chaîne butyle ou éthyle car la réaction se déroule selon le mécanisme suivant.
POLYÉTHYLÈNE CHIMIQUEMENT MODIFIÉ :
Polyéthylène chimiquement modifié
Le polyéthylène peut être modifié soit lors de la polymérisation par des comonomères polaires ou non polaires, soit après la polymérisation par des réactions analogues aux polymères.
Les réactions analogues aux polymères les plus courantes sont celles de la réticulation, de la chloration et de la sulfochloration du polyéthylène.
*Copolymères d'éthylène non polaires
α-oléfines
Dans le procédé basse pression, des α-oléfines (par exemple le 1-butène ou le 1-hexène) peuvent être ajoutées, qui sont incorporées dans la chaîne polymère pendant la polymérisation.
Ces copolymères introduisent des chaînes latérales courtes, réduisant ainsi la cristallinité et la densité.
Comme expliqué ci-dessus, les propriétés mécaniques et thermiques sont ainsi modifiées.
En particulier, le PE-LLD est produit de cette manière.
*Polyéthylène métallocène (PE-MC)
Le polyéthylène métallocène (PE-M) est préparé au moyen de catalyseurs métallocènes, comprenant généralement des copolymères (par exemple éthène / hexène).
Le polyéthylène métallocène présente une distribution de poids moléculaire relativement étroite, une ténacité exceptionnellement élevée, d'excellentes propriétés optiques et une teneur en comonomère uniforme.
En raison de la distribution étroite du poids moléculaire, il se comporte de manière moins pseudoplastique (en particulier sous des taux de cisaillement plus élevés).
Le polyéthylène métallocène présente une faible proportion de composants de faible poids moléculaire (extractibles) et une faible température de soudage et de scellage.
Il est donc particulièrement adapté à l’industrie alimentaire.
Polyéthylène avec distribution de poids moléculaire multimodale
Le polyéthylène à distribution de poids moléculaire multimodale est constitué de plusieurs fractions de polymères mélangées de manière homogène.
Ces types de polyéthylène offrent une rigidité, une ténacité, une résistance, une résistance aux fissures sous contrainte et une résistance accrue à la propagation des fissures extrêmement élevées.
Ils sont constitués de proportions égales de fractions de polymères de poids moléculaire supérieur et inférieur.
Les unités de poids moléculaire inférieur cristallisent plus facilement et se détendent plus rapidement.
Les fractions de poids moléculaire plus élevé forment des molécules de liaison entre les cristallites, augmentant ainsi la ténacité et la résistance aux fissures sous contrainte.
Le polyéthylène à distribution de poids moléculaire multimodale peut être préparé soit dans des réacteurs à deux étages, soit par des catalyseurs à deux centres actifs sur un support, soit par mélange dans des extrudeuses.
*Copolymères d'oléfines cycliques (COC)
Les copolymères d'oléfines cycliques sont préparés par copolymérisation d'éthène et de cyclooléfines (généralement du norbornène) produites à l'aide de catalyseurs métallocènes.
Les polymères obtenus sont des polymères amorphes, particulièrement transparents et résistants à la chaleur.
*Copolymères d'éthylène polaires
Les composés de base utilisés comme comonomères polaires sont l'alcool vinylique (éthylène, un alcool insaturé), l'acide acrylique (acide propénoïque, un acide insaturé) et les esters contenant l'un des deux composés.
Copolymères d'éthylène avec des alcools insaturés
Le copolymère éthylène/alcool vinylique (EVOH) est (formellement) un copolymère de PE et d'alcool vinylique (éthénol), qui est préparé par hydrolyse (partielle) du copolymère éthylène-acétate de vinyle (car l'alcool vinylique lui-même n'est pas stable).
Cependant, l'EVOH a généralement une teneur en comonomère plus élevée que le VAC couramment utilisé.
L'EVOH est utilisé dans les films multicouches pour l'emballage comme couche barrière (plastique barrière).
L'EVOH étant hygroscopique (attirant l'eau), il absorbe l'eau de l'environnement, perdant ainsi son effet barrière.
Il doit donc être utilisé comme couche centrale entourée d'autres plastiques (comme le LDPE, le PP, le PA ou le PET).
L'EVOH est également utilisé comme agent de revêtement contre la corrosion sur les lampadaires, les poteaux de feux de circulation et les murs antibruit.
*Copolymères d'éthylène/acide acrylique (EAA)
Les copolymères d'éthylène et d'acides carboxyliques insaturés (tels que l'acide acrylique) se caractérisent par une bonne adhérence à divers matériaux, par une résistance à la fissuration sous contrainte et une grande flexibilité.
Cependant, ils sont plus sensibles à la chaleur et à l’oxydation que les homopolymères d’éthylène.
Les copolymères d’éthylène/acide acrylique sont utilisés comme promoteurs d’adhérence.
Si des sels d'un acide carboxylique insaturé sont présents dans le polymère, des réseaux d'ions thermoréversibles se forment, ils sont appelés ionomères.
Les ionomères sont des thermoplastiques hautement transparents qui se caractérisent par une forte adhérence aux métaux, une grande résistance à l'abrasion et une forte absorption d'eau.
Copolymères d'éthylène avec esters insaturés
Si des esters insaturés sont copolymérisés avec de l'éthylène, soit la fraction alcool peut se trouver dans le squelette du polymère (comme c'est le cas dans le copolymère éthylène-acétate de vinyle), soit la fraction acide (par exemple dans le copolymère éthylène-acrylate d'éthyle).
Les copolymères d'éthylène-acétate de vinyle sont préparés de manière similaire au LD-PE par polymérisation à haute pression.
La proportion de comonomère a une influence décisive sur le comportement du polymère.
La densité diminue jusqu'à une part de comonomère de 10 % en raison de la formation cristalline perturbée.
Avec des proportions plus élevées, il se rapproche de celui de l'acétate de polyvinyle (1,17 g/cm3).
En raison de la diminution de la cristallinité, les copolymères d'éthylène et d'acétate de vinyle deviennent plus mous à mesure que la teneur en comonomère augmente.
Les groupes latéraux polaires modifient considérablement les propriétés chimiques (par rapport au polyéthylène) : la résistance aux intempéries, l'adhérence et la soudabilité augmentent avec la teneur en comonomère, tandis que la résistance chimique diminue.
Les propriétés mécaniques sont également modifiées : la résistance à la fissuration sous contrainte et la ténacité à froid augmentent, tandis que la limite d'élasticité et la résistance à la chaleur diminuent.
Avec une proportion très élevée de comonomères (environ 50 %), des thermoplastiques caoutchouteux sont produits (élastomères thermoplastiques).
Les copolymères d'éthylène-acrylate d'éthyle se comportent de manière similaire aux copolymères d'éthylène-acétate de vinyle.
POLYÉTHYLÈNE RÉTICULÉ :
Une distinction fondamentale est faite entre la réticulation au peroxyde (PE-Xa), la réticulation au silane (PE-Xb), la réticulation par faisceau d'électrons (PE-Xc) et la réticulation azoïque (PE-Xd).
*Réticulation au peroxyde (PE-Xa) :
La réticulation du polyéthylène à l'aide de peroxydes (par exemple le peroxyde de dicumyle ou de di-tert-butyle) revêt toujours une importance majeure.
Dans le procédé dit Engel, un mélange de PEHD et de 2 % de peroxyde est d'abord mélangé à basse température dans une extrudeuse puis réticulé à haute température (entre 200 et 250 °C).
Le peroxyde se décompose en radicaux peroxydes (RO•), qui extraient (éliminent) les atomes d'hydrogène de la chaîne polymère, conduisant à des radicaux.
Lorsque ces éléments se combinent, un réseau réticulé se forme.
Le réseau polymère résultant est uniforme, de faible tension et de grande flexibilité, ce qui le rend plus doux et plus résistant que le PE-Xc (irradié).
*Réticulation au silane (PE-Xb) :
En présence de silanes (par exemple le triméthoxyvinylsilane), le polyéthylène peut être initialement fonctionnalisé Si par irradiation ou par une petite quantité de peroxyde.
Des groupes Si-OH ultérieurs peuvent être formés dans un bain-marie par hydrolyse, qui se condensent ensuite et réticulent le PE par la formation de ponts Si-O-Si.
Des catalyseurs tels que le dilaurate de dibutylétain peuvent accélérer la réaction.
*Réticulation par irradiation (PE-Xc) :
La réticulation du polyéthylène est également possible grâce à une source de rayonnement en aval (généralement un accélérateur d'électrons, parfois un radiateur isotopique).
Les produits PE sont réticulés en dessous du point de fusion cristallin en séparant les atomes d'hydrogène.
Le rayonnement β possède une profondeur de pénétration de 10 mm, le rayonnement ɣ de 100 mm.
De cette manière, l'intérieur ou des zones spécifiques peuvent être exclus de la réticulation.
Cependant, en raison des coûts d'investissement et d'exploitation élevés, la réticulation par rayonnement ne joue qu'un rôle mineur par rapport à la réticulation au peroxyde.
Contrairement à la réticulation au peroxyde, le processus est réalisé à l’état solide.
Ainsi, la réticulation se produit principalement dans les régions amorphes, tandis que la cristallinité reste largement intacte.
*Réticulation azoïque (PE-Xd) :
Dans le procédé dit Lubonyl, le polyéthylène est réticulé avec des composés azoïques préalablement ajoutés après extrusion dans un bain de sel chaud.
*Chloration et sulfochloration
Le polyéthylène chloré (PE-C) est un matériau peu coûteux dont la teneur en chlore est comprise entre 34 et 44 %.
Il est utilisé dans les mélanges avec le PVC car le chloropolyéthylène souple et caoutchouteux est intégré dans la matrice du PVC, augmentant ainsi la résistance aux chocs.
Il augmente également la résistance aux intempéries.
De plus, il est utilisé pour assouplir les feuilles de PVC, sans risquer la migration des plastifiants.
Le polyéthylène chloré peut être réticulé de manière peroxydique pour former un élastomère utilisé dans l'industrie du câble et du caoutchouc.
Lorsque du polyéthylène chloré est ajouté à d’autres polyoléfines, il réduit l’inflammabilité.
Le PE chlorosulfoné (CSM) est utilisé comme matière de départ pour le caoutchouc synthétique résistant à l'ozone.
POLYÉTHYLÈNE BIOSOURCÉ :
Bioplastiques et polyéthylène renouvelable
Braskem et Toyota Tsusho Corporation ont lancé des activités de marketing conjointes pour produire du polyéthylène à partir de canne à sucre.
Braskem construira une nouvelle usine dans son unité industrielle existante à Triunfo, Rio Grande do Sul, au Brésil, avec une capacité de production annuelle de 200 000 tonnes courtes (180 000 000 kg), et produira du polyéthylène haute densité et basse densité à partir de bioéthanol dérivé de la canne à sucre.
NOMENCLATURE ET DESCRIPTION GENERALE DU PROCEDE DE FABRICATION DU POLYETHYLENE :
Le nom polyéthylène vient de l'ingrédient et non du composé chimique obtenu, qui ne contient pas de doubles liaisons.
Le nom scientifique polyéthylène est systématiquement dérivé du nom scientifique du monomère.
Le monomère alcène se transforme en un alcane long, parfois très long, au cours du processus de polymérisation.
Dans certaines circonstances, il est utile d'utiliser une nomenclature basée sur la structure ; dans de tels cas, l'IUPAC recommande le poly(méthylène) (le poly(méthanediyle) est une alternative non préférée).
La différence de nom entre les deux systèmes est due à l'ouverture de la double liaison du monomère lors de la polymérisation.
Le nom est abrégé en PE.
De la même manière, le polypropylène et le polystyrène sont respectivement abrégés en PP et PS.
Au Royaume-Uni et en Inde, le polymère est communément appelé polyéthylène, du nom commercial ICI, bien que cela ne soit pas reconnu scientifiquement.
UNE BRÈVE HISTOIRE DU POLYÉTHYLÈNE :
C'est à Reginald Gibson et à Eric Fawcett que l'on doit l'invention du polyéthylène.
Au début des années 1930, ils ont expérimenté l’éthylène et le benzaldéhyde.
La réaction qui en résulte est ce que nous connaissons aujourd’hui sous le nom de polyéthylène.
Bien que la méthodologie originale était assez rudimentaire, nous avons aujourd’hui décrit les processus, l’équipement approprié et les consignes de sécurité pour guider les fabricants dans la création de polyéthylène.
Quelques années plus tard, en 1936, Imperial Chemical Industries dépose un brevet pour le polyéthylène.
Son adaptabilité en a fait un plastique populaire à travailler et de nouvelles utilisations et de nouveaux procédés pour le créer ont émergé.
Un autre chimiste du nom de Karl Ziegler est arrivé et a découvert un moyen de combiner spécifiquement le polyéthylène haute densité (PEHD), qui est toujours un procédé important utilisé de nos jours.
Une partie du procédé porte même son nom : le catalyseur Ziegler-Natta ou polymérisation Ziegler-Natta, Natta étant un autre chimiste ayant joué un rôle dans son développement.
FORMULE CHIMIQUE DU POLYÉTHYLÈNE :
Il est temps de repenser à nos cours de chimie. La formule chimique du polyéthylène est (C2H4)n.
Cela signifie qu'il possède deux atomes de carbone liés à quatre atomes d'hydrogène.
Le « n » aux extrémités indique la structure de la chaîne que prend le polyéthylène.
COMMENT EST FABRIQUÉ LE POLYÉTHYLÈNE :
Comme son nom l’indique, le polyéthylène est fabriqué à partir d’éthylène, qui provient à la fois du pétrole brut et du gaz naturel.
L'éthylène a besoin d'un catalyseur pour se transformer en polyéthylène, tandis que différents types de polymérisation créent d'autres plastiques bien connus, comme le nylon.
L’un des processus de polymérisation les plus courants est appelé polymérisation par addition.
Également connue sous le nom de polymérisation par réaction en chaîne, il existe plusieurs formes ou sous-types qui entrent dans cette catégorie, notamment la coordination.
Ce qui se passe, c'est qu'un catalyseur (tel que le célèbre catalyseur Ziegler-Natta) est introduit et les monomères réagissent et se lient pour créer des chaînes.
Cette réaction crée le plastique.
La polymérisation radicalaire, quant à elle, utilise un radical pour briser la double liaison entre les deux atomes de carbone.
Cette réaction laisse un côté ouvert de la molécule pour la liaison, et une autre molécule va glisser à l'intérieur et se lier, créant ainsi la chaîne polymère.
Une fois ces processus terminés, vous pouvez façonner le polymère en longs fils ou filaments.
Ceux-ci seront hachés en granulés puis transmis pour être transformés en objets que nous connaissons bien.
SYNTHÈSE DE POLYÉTHYLÈNE TESTÉE :
Maintenant, si, pour une raison étrange, vous souhaitez réellement fabriquer du polyéthylène haute densité comme il est fabriqué en laboratoire, nous avons deux procédures pour vous dans le même fichier PDF.
Ils utilisent deux catalyseurs de métaux de transition différents pour donner deux échantillons de polyéthylène linéaires et presque linéaires différents.
Spectres RMN du LDPE
Vous avez donc un échantillon de ce que vous pensez être du polyéthylène, et plus précisément de la version basse densité.
Peut-être même l'avez-vous fait vous-même.
Comment pouvez-vous être sûr que c'est bien cela ?
Vous décidez d’obtenir un ou deux spectres RMN.
Mais bien sûr, vous devez disposer d’un spectre réel de ce matériau pour le comparer.
Voici donc un spectre 1H du LDPE et voici son spectre 13C.
PROPRIÉTÉS PHYSIQUES ET CHIMIQUES du POLYÉTHYLÈNE :
Formule chimique : (C2H4)n
Densité : 0,88–0,96 g/cm3
Point de fusion : 115–135 °C (388–408 K)
Solubilité dans l'eau : Non soluble
logarithme P: 1,02620
Susceptibilité magnétique (χ) : −9,67×10−6 (PEHD, SI, 22 °C)
Thermochimie:
Enthalpie standard de formation (ΔfH ⦵ 298) : −28 à −29 kJ/mole
Chaleur de combustion, valeur supérieure (PCS) : 650-651 kJ/mole, 46 MJ/kg
Résistance à la traction : 0,20 - 0,40 N/mm²
Résistance aux chocs entaillés : sans rupture Kj/m²
Coefficient de dilatation thermique : 100 - 220 x 10-6
Température d'utilisation continue max. : 65 °C
Densité : 0,944 - 0,965 g/cm3
Aspect Forme : poudre
Couleur : gris clair/blanc
Odeur : inodore
Seuil olfactif : Sans objet
pH : Aucune donnée disponible
Point de fusion/point de congélation :
Point/plage de fusion : 100 - 120 °C
Point d'ébullition initial et intervalle d'ébullition : 48 - 110 °C à 12 hPa
Point d'éclair : Aucune donnée disponible
Taux d'évaporation : Aucune donnée disponible
Inflammabilité (solide, gaz) : Peut former des concentrations de poussières combustibles dans l'air.
Limites supérieures/inférieures d'inflammabilité ou d'explosivité : Aucune donnée disponible
Pression de vapeur : Aucune donnée disponible
Densité de vapeur : Aucune donnée disponible
Densité relative : 0,97 g/cm³ à 25 °C
Solubilité dans l'eau : insoluble à 20 °C
Coefficient de partage : n-octanol/eau : Aucune donnée disponible
Température d'auto-inflammation : Aucune donnée disponible
Température de décomposition : Aucune donnée disponible
Viscosité
Viscosité, cinématique : Aucune donnée disponible
Viscosité, dynamique : Aucune donnée disponible
Propriétés explosives : Aucune donnée disponible
Propriétés comburantes : Aucune donnée disponible
Autres informations de sécurité : Aucune donnée disponible
-Flexible, translucide/cireux, résistant aux intempéries,
bonne résistance à basse température (jusqu'à -60°C),
facile à traiter par la plupart des méthodes, faible coût,
bonne résistance chimique.
Résistance à la traction : 0,20 - 0,40 N/mm²
Résistance aux chocs entaillés : sans rupture Kj/m²
Coefficient de dilatation thermique : 100 - 220 x 10-6
Température d'utilisation continue max. : 65 oC
Densité : 0,944 - 0,965 g/cm3
MESURES DE PREMIERS SECOURS du POLYETHYLENE :
-Description des mesures de premiers secours :
*En cas d'inhalation :
Après inhalation :
Air frais.
*En cas de contact avec la peau :
Retirer immédiatement tous les vêtements contaminés.
Rincer la peau à l’eau/prendre une douche.
*En cas de contact avec les yeux :
Après contact visuel :
Rincer abondamment à l'eau.
Retirer les lentilles de contact.
*En cas d'ingestion :
Après avoir avalé :
Faire boire de l’eau à la victime (deux verres au maximum).
Consultez un médecin en cas de malaise.
MESURES À PRENDRE EN CAS DE DISPERSION ACCIDENTELLE DE POLYÉTHYLÈNE :
-Précautions individuelles, équipement de protection et procédures d'urgence :
-Précautions environnementales :
Ne laissez pas le produit pénétrer dans les égouts.
- Méthodes et matériels de confinement et de nettoyage :
Couvrir les drains.
Recueillir, lier et pomper les déversements.
Tenir compte des éventuelles restrictions matérielles.
Prendre à sec.
Éliminer correctement.
Nettoyer la zone touchée.
MESURES DE LUTTE CONTRE L'INCENDIE DU POLYETHYLENE :
- Moyens d'extinction :
Moyens d’extinction appropriés :
Utiliser des mesures d’extinction adaptées aux circonstances locales et à l’environnement environnant.
Moyens d’extinction inappropriés :
Pour cette substance/ce mélange, aucune limitation des agents extincteurs n'est donnée.
CONTRÔLES D'EXPOSITION/PROTECTION INDIVIDUELLE du POLYÉTHYLÈNE :
-Paramètres de contrôle :
Ingrédients avec paramètres de contrôle sur le lieu de travail :
-Contrôles d'exposition :
Équipement de protection individuelle :
*Protection des yeux/du visage :
Utiliser un équipement de protection des yeux.
Lunettes de sécurité.
*Protection de la peau :
Coordonnées complètes :
Matériau : caoutchouc nitrile
Épaisseur minimale de la couche : 0,11 mm
Temps de percée : 480 min
Contact par éclaboussures :
Matériau : caoutchouc nitrile
Épaisseur minimale de la couche : 0,11 mm
Temps de percée : 480 min
*Protection respiratoire :
Type de filtre recommandé : Type de filtre P1
-Contrôle de l’exposition environnementale :
Ne laissez pas le produit pénétrer dans les égouts.
MANIPULATION et STOCKAGE du POLYETHYLENE :
-Conditions de stockage sûr, y compris d'éventuelles incompatibilités :
*Conditions de stockage :
Bien fermé.
Sec.
*Stabilité au stockage
Température de stockage recommandée : -20 °C
STABILITÉ et RÉACTIVITÉ du POLYÉTHYLÈNE :
-Réactivité:
Aucune donnée disponible
-Stabilité chimique :
Le produit est chimiquement stable dans des conditions ambiantes standard (température ambiante).
-Possibilité de réactions dangereuses :
Aucune information disponible
-Conditions à éviter :
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