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1 - GÉNÉRALITÉS

  • 1.1 - Rôle des stabilisants
  • 1.2 - Choix du stabilisant en fonction de l’application
  • 1.3 - Réglementation

2 - GRANDES FAMILLES DE STABILISANTS

3 - DÉGRADATION ET STABILISATION SPÉCIFIQUES DES POLYMÈRES

| Réf : AM3232 v1

Grandes familles de stabilisants
Stabilisation des plastiques - Principes généraux

Auteur(s) : Stéphane GIROIS

Date de publication : 10 janv. 2004

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  • Stéphane GIROIS : Docteur ès sciences des matériaux de l’École Nationale Supérieure des Arts et Métiers ENSAMAtofina additives

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INTRODUCTION

Les polymères sont aujourd’hui principalement des matériaux synthétiques de commodité utilisés dans les applications les plus diverses de la vie quotidienne. Si les caractéristiques intrinsèques de ces polymères leur permettent de prendre toutes les formes et d’être utilisés dans de multiples applications, ils sont par ailleurs plus ou moins facilement dégradables pendant leur mise en forme et/ou pendant leur durée de vie. Cette instabilité se manifeste en général par une perte de leurs propriétés optiques et/ou mécaniques. Dans cet article, nous traitons principalement deux types de dégradation et donc de stabilisation adaptée : la dégradation thermomécanique, se produisant principalement pendant la mise en œuvre, et le vieillissement climatique (photovieillissement). Nous faisons aussi allusion à d’autres types de dégradation comme l’hydrolyse ou les agressions chimiques. Toutes les grandes familles de polymères industriels seront étudiées à l’exception du chlorure de poly(vinyle) PVC qui fait l’objet d’un article séparé « Stabilisation du PVC ».

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VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-am3232


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2. Grandes familles de stabilisants

Lorsque l’on parle de dégradation des polymères, il est essentiel, avant même de parler de mécanisme, de faire la distinction entre les principaux modes de modification macromoléculaire :

  • modification chimique de la chaîne macromoléculaire pouvant conduire à la formation d’espèces chromophores généralement oxydées absorbant dans le visible et apportant une coloration plus ou moins importante. Cela va affecter principalement l’apparence du produit final soit après la mise en œuvre, soit au cours de la durée de vie du matériau ;

  • coupure de la chaîne macromoléculaire principale : phénomènes souvent radicalaires ou ioniques qui génèrent soit une diminution de la masse moléculaire, soit une augmentation par recombinaison des macroradicaux. Ce mécanisme de coupure et de réticulation de chaînes, pouvant se produire en présence ou en absence d’oxygène, va, d’une part, entraîner une modification de la viscosité du polymère à l’état fondu lors de la mise en œuvre et, d’autre part, diminuer les propriétés mécaniques de l’objet transformé. Pendant la durée de vie du matériau, ce même mécanisme va entraîner une fragilisation et une perte des propriétés mécaniques et parfois modifier l’apparence de l’objet (microfissuration superficielle).

Ces deux modes de dégradation peuvent se produire séparément ou simultanément et avoir un impact plus ou moins important sur les propriétés finales du polymère considéré. Le ou les modes de stabilisation à considérer doivent avant tout être adaptés au type de propriétés à maintenir (optiques ou mécaniques), qui en général sont fonction de l’application finale. Nous préciserons par la suite la sensibilité de chaque polymère à ces différents modes de dégradation.

2.1 Mécanisme général d’oxydation des polymères

L’oxydation des polymères est principalement la résultante de l’action d’une source énergétique (lumineuse, thermique ou thermomécanique) et de l’oxygène de l’air. Le mécanisme par réaction en chaîne qui est généralement admis et utilisé pour la plupart des polymères est présenté sur la figure ...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - VERDU (J.) -   Vieillissement des plastiques  -  . AFNOR Eyrolles 1984.

  • (2) - GÄCHTER/MÜLLER -   Plastics Additives  -  . 3rd edition. Carl Hanser 2001.

  • (3) - ZWEIFEL (H.) -   Plastic Additives Handbook  -  . 5th edition. Carl Hanser 1990.

  • (4) - TROTIGNON (J.P.), VERDU (J.), DOBRACGINSKY (A.), PIPERAUD (M.) -   Précis Matières Plastiques  -  . AFNOR, Nathan 1996.

  • (5) - BOLAND (J.L.), GEE (G.) -   *  -  Trans. Faraday Soc. 42, 236, 1946.

  • (6) - CARLSSON (D.J.), WILES (D.M.) -   *  -  J. Macromol. Sci.-Rev. Macromol. Chem., C14 (1), 65-106, 1976.

  • (7) - KELLEHER (P.G.), WENTZ (R.P.),...

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