Stabilisation des plastiques - Principes généraux

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 les applications les plus variées, ils sont par ailleurs plus ou moins sensibles à la dégradation pendant leur phase de polymérisation, leur stockage, l'étape de mélangeage avec des additifs (compoundage), leur mise en forme et/ou pendant la durée de vie de la pièce transformée. Cette instabilité se manifeste en général par une perte des propriétés optiques, rhéologiques, mécaniques et structurelles. Les stabilisants pour polymères ont été développés très tôt pour résoudre cette problématique. Au cours de ces dernières décennies, les chercheurs ont continuellement essayé d'améliorer la stabilité intrinsèque des polymères en minimisant les quantités d'impuretés présentes ou les défauts de structures responsables de l'instabilité, mais ces efforts n'ont apporté qu'une amélioration marginale. Les solutions les plus performantes restent encore aujourd'hui l'addition d'additifs en combinaison plus ou moins complexe et dans des dosages variés. Ces additifs offrent aux formulateurs et aux transformateurs une grande flexibilité et leur permettent d'augmenter, dans certains cas, la durabilité de certains polymères pour plusieurs décennies.

Il est nécessaire de connaître la nature et les mécanismes de dégradation pour appréhender le choix de la stabilisation à utiliser. Dans cet article, nous traitons principalement deux types de dégradation et donc de stabilisation :

• la dégradation thermique (et thermomécanique), se produisant principalement mais pas exclusivement, pendant la mise en œuvre ;

• le vieillissement climatique (thermique et photochimique) se produisant lors de l'utilisation de la pièce finie.

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. Compte tenu de l'importance de ce polymère, il fait l'objet d'un article séparé Stabilisation du PVC [AM3233].