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Comment le plastique est-il fabriqué?
Il existe principalement deux types de plastiques – 1) Synthétiques 2) biosourcés. Les plastiques synthétiques sont extraits de produits pétroliers comme le pétrole brut, le gaz naturel ou le charbon. D’un autre côté, les plastiques biosourcés sont dérivés de produits renouvelables comme les graisses et huiles végétales, l’amidon, le maïs, les glucides, les bactéries, etc.
Les plastiques synthétiques dominent l’industrie de la transformation des plastiques en raison de leur facilité de traitement. Cependant, la pénurie de réserves de pétrole dans le monde a conduit à l’adoption lente mais régulière de bioplastiques extraits du gaspillage animal et de la biomasse des déchets.
Les plastiques sont fabriqués en quatre étapes au total. Les voici:
- Extraction des matières premières
- Procédé de raffinage
- Polymérisation
- Compoundage
#1 Extraction des matières premières –
Tout commence par l’extraction des matières premières à partir de pétrole brut, de gaz naturel et parfois de charbon. Le mélange global doit être traité dans des conditions particulières. La manipulation du mélange est une tâche complexe car il contient des milliers de composés.
#2 Processus de raffinage –
La transformation du pétrole brut et des gaz naturels en divers produits pétroliers est appelée processus de raffinage. Les produits pétroliers dérivés sont convertis en produits chimiques utiles, y compris les « monomères ». »
Le pétrole brut est chauffé dans un four et envoyé à l’unité de distillation. Ici, la filtration se produira, conduisant à la séparation du brut en composés plus légers et plus petits appelés « fractions. »
Parmi les composés extraits, une gamme de distillats d’hydrocarbures est favorisée par l’industrie du plastique collectivement appelée Naphta. Il peut fabriquer de grandes quantités de plastique, mais d’autres moyens tels que le gaz peuvent également être utilisés.
#3 Polymérisation –
La plupart des plastiques sont produits en utilisant deux méthodes– la polymérisation (Méthode de croissance en chaîne) et la méthode de croissance par étapes.
La polymérisation commence par la conversion du gaz d’oléfine en hydrocarbures de poids moléculaire plus élevé (polymères). Pour rendre cela possible, les monomères doivent être liés en chaînes. Il existe deux variantes de polymérisation: la polymérisation par addition et la polymérisation par condensation.
Polymérisation par addition:
Par son nom, la polymérisation par addition signifie qu’un monomère se connecte à un autre (dimère), se connecte à un autre (trimère), etc. Pour y parvenir parfaitement, un catalyseur nommé peroxyde doit être utilisé.
Les matériaux courants dérivés de la polymérisation par addition sont le polystyrène (PS), le chlorure de polyvinyle (PVC) et le polyéthylène (PE).
Polymérisation par Condensation:
Cela signifie combiner plusieurs monomères en éliminant de petites molécules comme l’eau. Un catalyseur est également nécessaire pour faire une réaction entre des monomères adjacents. L’ajout d’une chaîne existante à une autre est assez courant pour obtenir les résultats souhaités.
Des exemples courants sont le polyester et le nylon.
#4 Mélange –
Mélange signifie le mélange de divers mélanges à une certaine température pour obtenir des formulations de plastiques. Le mélange est effectué à l’aide d’une extrudeuse suivie de la fixation du mélange.
Après cela, les palettes sont amenées à l’atelier, où elles sont traitées par moulage par injection ou toute autre méthode de traitement pour les transformer en produits finis ou semi-finis.
La nature du traitement dépend entièrement de l’application finale. Il peut varier en termes de taille, de forme, de couleur et de propriétés.
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Identification des plastiques –
Nous venons d’apprendre comment le plastique est fabriqué. Voyons maintenant la classification des plastiques. La classification dépend de nombreux facteurs tels que la réaction aux produits chimiques, le point de fusion, les applications et les propriétés.
- Thermoplastiques et Thermodurcissables
- Amorphes et semi-cristallins
- Homopolymères et Copolymères
| Thermoplastiques | Thermodurcissables |
| Il peut être chauffé plusieurs fois sans dégradation significative, ce qui peut être injecté, moulé facilement et ensuite recyclé. |
Il ne peut être chauffé qu’une seule fois au cours du cycle de traitement, car le chauffage change sa nature chimique en époxy en 2 parties. Un chauffage continu brûlera le matériau.
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| L’utilisation globale dans l’industrie de transformation du plastique est plus que des thermodurcissables. |
L’utilisation globale est moindre en raison de sa nature chimique et est utilisée dans des applications particulières.
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| La structure moléculaire implique une série d’unités répétées combinées linéairement. |
La structure moléculaire implique une structure bi-tridimensionnelle par opposition à une linéaire dans les thermoplastiques.
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| D’excellents candidats au recyclage |
Mauvais candidats au recyclage
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| Des exemples courants sont le poltypropylène (PP), l’acrylonitrile-butadlène-styrène, le polyoxyméthylène (POM) |
Les exemples courants sont le polyuréthane (PUR), le phénolique, l’époxy, le silicone, etc.
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La classification entre matériaux amorphes et semi-cristallins dépend totalement de leur structure moléculaire.
| Matériaux amorphes |
Matériaux semi-cristallins
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| Le materisl amorphe manque de symétrie à longue portée comme le materisl semi-cristallin et devient ainsi mou lorsque de la chaleur supplémentaire est appliquée. |
Les matériaux semi-cristallins ont une structure plus définie et présentent une transition en douceur du solide au liquide en utilisant une petite plage de températures.
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| Applications – Pneus, tuyaux, joints, joints, etc. |
Applications – Roulements, engrenages, charges structurelles, etc
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| Exemples – acrylonitrile-butadlène-styrène (ABS), polystyrène (PS), Polycarbonate (PC), polysulfone |
Exemples – Polyéthylène (PE), polyéthylène téréphtalate (PET), polypropylène (PP)
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En parlant d’homopolymère et de copolymère, leur classification est basée sur la composition monomère du matériau final. Un monomère est une molécule qui se combine avec d’autres molécules pour devenir une molécule plus grande (polymère).
| Copolymère d’homopolymère | |
| Si le plastique final est composé d’un seul type de monomère, on l’appelle un homopolymère. |
Si le plastique est fabriqué à partir de deux types de monomères différents ou plus, on l’appelle copolymères.
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| Les homopolymères ont une plus grande résistance aux chocs à température ambiante. |
Les copolymères ont une meilleure stabilité dimensionnelle et une meilleure résistance à la traction.
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| Les homopolymères ont une température ambiante et une résistance aux chocs supérieures. |
Le copolymère possède une meilleure résistance chimique.e
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| Exemples – polypropylène, polyméthacrylate de méthyle, etc. |
Exemples – polyéthylène-acétate de vinyle (PEVA), acrylonitrile butadiène styrène (ABS), etc.,
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Bonus: – Entrons dans plus de détails sur la façon de fabriquer du plastique?
Que sont les hydrocarbures ?
Un hydrocarbure est simplement un composé organique constitué de carbone et d’hydrogène. Carmon ayant une valence de 4 sens, il a 4 électrons dans les cellules les plus externes. Il a la capacité de s’apparier avec quatre électrons de n’importe quel élément du tableau périodique pour créer des liaisons chimiques.
L’hydrogène, de l’autre côté, n’a que 1 électron dans la coque de valence. Lorsque l’atome d’hydrogène unique est associé à 4 atomes de carbone, une seule liaison se forme avec la molécule de nom chimique CH4 appelée méthane.
Le méthane est l’hydrocarbure élémentaire et le premier membre de la famille des alcanes.
Famille des alcanes – Méthane (CH4), éthane (CH3-CH3 ou C2H6), pentane (CH3-CH2-CH2-CH2-CH3), propane (CH3-CH2-CH3), butane (CH3-CH2-CH2-CH3), octane, nonane, hexane, heptane, etc.
Ce type de liaison carbone et hydrogène est appelé Liaison saturée (également appelée liaison sigma). Il peut y avoir un autre type de liaison appelée liaison insaturée (liaison Pi) avec une liaison sigma créant des doubles liaisons Carbone-carbone (alcènes) ou deux liaisons Pi avec une triple liaison Carbone-carbone (alcynes).
Famille des alcènes – Éthylène (CH2 = CH2 ou C2H4), propylène (CH2 = CH-CH2), 1-butylène (CH2 = CH-CH2-CH3), 2-butylène (CH3-CH = CH-CH3), etc.
Famille des alcynes – Éthyne (CH ≡CH ou C2H2), propyne (CH≡C-CH3), 1-butyne (CH≡C-CH2-CH3), 2-butyne (CH3-CH≡CH-CH3), etc.
Quelle est la Différence Entre le plastique et le Polymère?
Notez que tous les plastiques sont des polymères, mais tous les polymères ne sont pas des plastiques.
Les plastiques sont essentiellement des polymères organiques de haut poids moléculaire constitués d’éléments tels que le carbone, l’hydrogène, l’azote, le soufre, le chlore et l’oxygène. Les plastiques peuvent être fabriqués en utilisant des atomes de silicium et un mélange de carbone. Les principaux ingrédients des plastiques sont les résines polymères et les additifs.
» Plasticité » est un terme souvent utilisé par les fabricants de plastique pour décrire les propriétés, les caractéristiques clés et les attributs de toutes les matières plastiques qui peuvent se déformer inaltérablement sans se casser ou se fissurer. La plasticité est cruciale pour déterminer que le plastique survivra à la chaleur et à la température pendant le processus de moulage.
Avec le développement de la chimie et l’augmentation des activités de R & D autour de la fabrication du plastique, il est possible d’affiner les propriétés des polymères en fonction des besoins.
De nombreux réarrangements différents peuvent être effectués avec des monomères pour obtenir la forme, les propriétés / attributs souhaités du polymère.
Lecture intéressante – Qu’est-ce qu’une palette en plastique? / Le Guide De Définition
Comment Le Plastique Est-Il Fabriqué À Partir De Naphta?
Le naphta est une gamme d’hydrocarbures distillés responsable de la création de plastiques. C’est une combinaison d’hydrocarbures en C5 à C10.
Le naphta est conservé dans un vapocraqueur dans de l’eau chaude et décomposé à température (~800 °C), divisé en deux hydrocarbures majeurs appelés intermédiaires majeurs.
Ces petites molécules sont réunies, formant une longue chaîne appelée polymère. Lorsqu’ils se dirigent vers l’atelier, ces polymères ont la forme de granulés (parfois de poudre lors du traitement en rotomoulage).
Avant qu’ils ne prennent la forme de nos produits plastiques de tous les jours, ils passent par des processus intenses de chauffage, de fusion et de refroidissement au sein de différentes méthodes de traitement (Moulage par injection, Extrusion, Soufflage, etc.)
L’avenir des plastiques –
Shoutout-Grandviewresearch.com
Selon l’étude serval menée par Grand View Research, le marché mondial des plastiques est évalué à 568,9 milliards de dollars en 2019 et enregistrera un TCAC de 3,2% pour la période 2020-2027. L’emballage, la construction, l’électronique et l’électricité sont les plus grands consommateurs de plastique dans les secteurs verticaux des entreprises.
Les biens de consommation, le médical et l’agriculture connaissent également une croissance rapide et peuvent détenir une part importante de la part de marché de la consommation de plastique à l’avenir.
Part de marché mondiale du plastique, par industrie (2019)
Cependant, la récente épidémie de Covid-19 a entravé la croissance des plastiques et de l’ensemble de la fabrication, de la construction et d’autres secteurs verticaux en raison de blocages à l’échelle nationale, de contraintes de la chaîne d’approvisionnement et d’aucune activité économique.
Au moment de travailler sur cette pièce, un déploiement de vaccins est sur les cartes, et avec les dépenses de relance du gouvernement dans le monde entier, les choses peuvent s’améliorer en un rien de temps. Les perspectives de croissance à long terme sont donc positives.
FAQ –
1. Qui a fabriqué le premier plastique?
Ans. L’un des premiers exemples de l’invention des plastiques a été en 1855 par Alexender Parkes, et il nomenclature son invention Parkesine, que nous connaissons aujourd’hui sous le nom de celluloïd. Après cela, une percée est venue avec la création de chlorure de polyvinyle quelque part entre les années 1838-1872.
Un bond en avant dans l’histoire de l’invention plastique est survenu en 1907 lorsque le scientifique belgo-américain Leo Baekeland a inventé la bakélite, le premier plastique synthétique produit en série (toujours utilisé mais peu utilisé).
2. Quels sont les 7 types de plastiques ?
Ans. Voici les sept types de plastiques les plus courants:
1) Polyéthylène Téréphtalate (PET ou PETE)
2) Polyéthylène Haute Densité (PEHD)
3) Chlorure de polyvinyle (PVC ou Vinyle)
4) Polyéthylène basse Densité (PEBD)
5) Polypropylène (PP)
6) Polystyrène (PS ou Polystyrène )
7) Autres (ABS, Polycarbonate, plastique biodégradable, etc.
3. Quel est le plastique le plus sûr à boire?
Ans. Il existe plusieurs matières plastiques utilisées dans les applications grand public. Cependant, selon mes connaissances et mon expérience, le meilleur plastique à boire ou à consommer est le PEHD. La plupart des bouteilles de détergent et de jus, des cruches à lait, des contenants d’articles de toilette, des baquets à beurre et même une bonne quantité de bouteilles d’eau (Bien que le plastique le plus utilisé pour fabriquer des bouteilles d’eau soit le PET avec plus de 70% de part de marché) sont également fabriqués à partir de PEHD.
4. Quelles sont les étapes du processus de recyclage du plastique?
Ans. Il y a six étapes principales dans le processus de recyclage du plastique. Voici:
1. Collecte des déchets plastiques
2. Organisation des plastiques en catégories
3. Lavage pour éliminer les impuretés
4. Mise en tension et redimensionnement
5. Identification et découplage des plastiques
6. Composition
5. Quelles sont les méthodes de traitement du plastique les plus courantes?
Ans. Les techniques de traitement du plastique les plus courantes sont le moulage par injection, l’extrusion, le rotomoulage, le moulage par soufflage, le thermoformage et le moulage par compression.
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Derniers mots –
J’ai essayé de garder cette pièce courte (je ne veux pas perdre beaucoup de temps). C’était donc mon point de vue sur la fabrication des plastiques. Le processus de création plastique est compliqué et demande beaucoup de temps et d’investissement pour commencer. Cependant, des innovations ont été faites pour rendre le processus plus transparent et peu coûteux et le rendre moins nocif pour l’environnement. Alors continuez à faire des recherches et restez à jour pour les meilleures connaissances.