Qu'est-ce que le thermoplastique ?

Un thermoplastique (parfois écrit thermoplastique) est un type de plastique fabriqué à partir de résines polymères qui devient un liquide homogénéisé lorsqu'il est chauffé et dur lorsqu'il est refroidi. Lorsqu'il est congelé, cependant, un thermoplastique devient vitreux et sujet à la fracture. Ces caractéristiques, qui donnent son nom au matériau, sont réversibles. Autrement dit, il peut être réchauffé, remodelé et congelé à plusieurs reprises. Cette qualité rend également les thermoplastiques recyclables.

Il existe des dizaines de types de thermoplastiques, chaque type variant en organisation cristalline et en densité. Certains types couramment produits aujourd'hui sont le polyuréthane, le polypropylène, le polycarbonate et l'acrylique. Le celluloïd, qui est considéré comme le premier thermoplastique, a fait son apparition au milieu des années 1800 et a régné dans l'industrie pendant environ 100 ans. Au plus fort de sa production, il était utilisé comme substitut de l'ivoire. Aujourd'hui, il est utilisé pour fabriquer des médiators.

Parfois, les thermoplastiques sont confondus avec les plastiques thermodurcissables. Bien qu'ils puissent sembler identiques, ils possèdent en fait des propriétés très différentes. Alors que les thermoplastiques peuvent être fondus en un liquide et refroidis en un solide, les plastiques thermodurcissables se détériorent chimiquement lorsqu'ils sont soumis à la chaleur. Ironiquement, cependant, les plastiques thermodurcissables ont tendance à être plus durables lorsqu'ils sont refroidis que de nombreux thermoplastiques.

Les thermoplastiques diffèrent également des élastomères, même si certains sont considérés comme les deux. Bien que de nombreux thermoplastiques puissent être étirés jusqu'à un certain point, ils ont généralement tendance à la fois à résister et à conserver la forme dans laquelle ils sont étirés. Les élastomères, comme leur nom l'indique, rebondissent. Cependant, l'ajout de plastifiants à la masse fondue peut rendre un thermoplastique plus souple. En fait, c'est généralement le cas lorsqu'un thermoplastique est utilisé pour le moulage par injection ou l'extrusion de plastique.

L'action spécifique d'un plastifiant est d'abaisser la température de transition vitreuse (Tg) du matériau, qui est le point où il devient cassant lorsqu'il est refroidi et mou lorsqu'il est chauffé. La Tg varie avec chaque type de thermoplastique et est dictée par sa structure de cristallisation. Cependant, la Tg peut également être ajustée en introduisant un thermoplastique dans un copolymère, tel que le polystyrène. Avant l'utilisation de plastifiants, certaines pièces thermoplastiques moulées avaient tendance à se fissurer par temps froid.

Les thermoplastiques existent depuis longtemps, mais sont aujourd'hui un élément important de la vie quotidienne. Par exemple, l'acrylonitrile butadiène styrène (ABS) est un type de thermoplastique utilisé pour fabriquer des équipements sportifs, des jouets (c'est-à-dire des blocs LEGO®) et diverses pièces automobiles. Le polycarbonate est utilisé pour fabriquer des disques compacts (CD), des gourdes, des contenants de conservation des aliments et des verres de lunettes, entre autres. Le polyéthylène est probablement le thermoplastique le plus couramment rencontré et est utilisé pour fabriquer des bouteilles de shampoing, des sacs d'épicerie en plastique et même des gilets pare-balles.

Les thermoplastiques sont-ils biodégradables ?

La biodégradabilité est une mesure importante du respect de l'environnement de toute substance. En termes simples, la biodégradabilité signifie qu'un matériau peut être décomposé naturellement par des micro-organismes. Les bactéries et les champignons aident généralement à la décomposition en se nourrissant de matières organiques. Une fois les matériaux biodégradables décomposés, leurs composants de base restent.

Pourquoi le plastique ordinaire ne peut pas se biodégrader

Les plastiques traditionnels ne sont pas biodégradables. C'est parce que les bactéries ne peuvent pas s'en nourrir et les décomposer en leurs composants d'origine. Bien que les plastiques soient fabriqués à partir de matériaux naturels tels que le pétrole, c'est le processus de polymérisation qui les rend incapables de se décomposer.

Lorsque le pétrole brut est utilisé pour fabriquer du plastique, ses hydrocarbures sont finalement séparés en molécules plus petites appelées monomères. Deux monomères clés dans la production de plastique sont l'éthylène et le propylène. Ceux-ci sont chimiquement combinés dans de nouvelles configurations, ce qui donne de longues chaînes de molécules répétitives que nous appelons polymères. Ils sont ensuite combinés avec des additifs tels que des retardateurs de flamme pour créer la forme finale de chaque type de plastique.

Donc, si les plastiques contiennent du carbone, qui ne peut pas être décomposé par des bactéries ? Le processus de polymérisation transforme les matériaux d'origine en composés moléculaires qui n'existent pas dans la nature. Les bactéries et autres micro-organismes ne peuvent pas consommer de carbone sous ces formes.

Thermoplastiques et biodégradabilité

Comme le plastique ordinaire, les thermoplastiques sont également fabriqués à partir de polymères. Il existe également de l'amidon thermoplastique, fabriqué en combinant des amidons natifs avec un plastifiant. Ces amidons natifs sont également appelés amidons purs, dérivés d'aliments comme le blé et les pommes de terre. Ils sont constitués de glucides à longue chaîne insolubles dans l'eau froide.

Le processus de création d'amidons thermoplastiques commence par le mélange plastifiant-amidon chauffé entre 70 et 90 degrés Celsius. Cette plage se situe au-dessus des températures normales de gélatinisation de l'amidon et affaiblit les liaisons hydrogène existantes dans l'amidon lui-même. Le mélange obtenu se transforme en amidon thermoplastique.

Les plastiques biodégradables comme l'amidon thermoplastique peuvent résoudre le problème de biodégradabilité. L'amidon lui-même est biodégradable et une ressource renouvelable. Selon la source que vous consultez, TPS met entre 30 et 90 jours à se décomposer. En revanche, une bouteille en plastique moyenne met environ 450 ans à se décomposer.

Quelle est la principale différence entre le thermoplastique et le plastique thermodurcissable ?

À première vue, le thermoplastique et le thermodurcissable peuvent sembler similaires. Après tout, ils sont tous deux fabriqués à partir de polymères. Cependant, ils réagissent différemment lorsqu'ils sont exposés à entendre. Le plastique thermodurcissable ne fond pas. En fait, il conserve sa forme et sa solidité après avoir durci.

Alors, si le plastique thermodurcissable ne fond pas vraiment, pourquoi est-il encore utilisé ? Cette incapacité à fondre devient un avantage dans certaines situations. Ses propriétés uniques incluent une variété de couleurs et de finitions ainsi qu'une résistance accrue après un durcissement approprié. Ils résistent également à la corrosion, présentent une résistance diélectrique élevée et sont moins chers à produire. C'est pourquoi le plastique thermodurcissable est utilisé dans de nombreuses applications :composants automobiles, appareils électroménagers et pièces électriques, pour n'en nommer que quelques-uns.

Comment recycler les thermoplastiques et les thermodurcissables ?

Vous serez peut-être surpris d'apprendre que les thermoplastiques sont recyclables. Une partie de la raison est leur tolérance à la chaleur. Les polymères dans les thermoplastiques sont forts, mais les liaisons chimiques entre eux sont faibles. Cela signifie qu'ils peuvent être chauffés et refroidis, encore et encore, sans détruire leur composition structurelle. Cela se traduit par une capacité plus facile à les réutiliser à plusieurs reprises.

Environ 75 % du plastique produit dans le monde est sous forme thermoplastique. Une grande partie de cela comprend du plastique à usage unique pour les contenants de nourriture et de boisson. Vous trouverez couramment du polyéthylène téréphtalate, également appelé PET, utilisé dans les bouteilles d'eau.

Recyclage des thermoplastiques

Une fois que les plastiques recyclables atteignent leur destination finale, ils sont fondus et réutilisés par moulage par injection. Mais un problème majeur lorsque l'on essaie de recycler les thermoplastiques et autres matières plastiques est qu'ils ont tous des compositions légèrement différentes. C'est pourquoi il est nécessaire de séparer ces différents types de plastique si vous envisagez de les recycler.

Lorsque vous collectez du plastique pour le recyclage, vous devez garder certaines choses à l'esprit. Les bouteilles de boissons, de produits de soins personnels, de détergents et de contenants alimentaires peuvent être recyclées. Vous pouvez également rechercher des numéros en relief sur les contenants en plastique eux-mêmes. Un petit "1" signifie qu'il est en PET, qui est recyclé. Le polyéthylène haute densité est marqué d'un "2" et est également hautement recyclable. Pour toute autre chose, renseignez-vous auprès de votre centre de recyclage local ou de l'autorité municipale de collecte des ordures.

Plastiques thermodurcissables et recyclage

Les produits en plastique thermodurcissables doivent être durables, de sorte qu'ils ne peuvent pas être facilement recyclés. Les scientifiques étudient de nouvelles façons de les recycler, y compris des lieurs chimiques qui aident ces éléments à conserver leur résistance tout en se décomposant plus facilement. Il s'agit d'un développement passionnant, mais une mise en œuvre généralisée peut ne pas se produire avant un certain temps. Une fois que c'est fait, cela peut empêcher plus de matières plastiques de se retrouver dans les décharges.