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RÉSUMÉ
Le polycarbonate (PC) est un thermoplastique amorphe, dont les deux principales propriétés, souvent utilisées en combinaison, sont la transparence et la résistance au choc. Le PC reste un plastique très évolutif, avec l'apparition fréquente de nouveaux grades, et à l'origine de très nombreux alliages. La capacité totale mondiale de PC avoisine actuellement les 5 millions de tonnes, avec deux producteurs dominants, Bayer et Sabic (ex General Electric). La demande totale actuelle couvre les secteurs des supports numériques (CD, DVD) en déclin, d'électricité, d'électronique, du bâtiment et de l'automobile. La demande de PC devrait continuer à croître d'au moins 6 % par an en moyenne, relancée par de nouveaux marchés et applications prometteurs.
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Françoise PARDOS : Pardos Marketing
INTRODUCTION
Dès 1898, A. Einhorn expérimenta la préparation des polycarbonates, mais il obtint seulement un polymère qui ne pouvait pas être mis en œuvre. Entre 1953 et 1957, Bayer et General Electric, simultanément et indépendamment, mirent ce thermoplastique au point et l'introduisirent en 1957.
Le polycarbonate PC peut être obtenu par deux méthodes différentes :
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en partant du bisphénol A et du diphénylcarbonate ;
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en partant du bisphénol A dispersé en solution alcaline et d'un sel d'ammonium comme catalyseur ;
avec un traitement successif au phosgène.
On obtient ainsi une résine en solution qui peut être transformée en poudre et granulés.
Le phosgène est fabriqué à partir de CO et Cl2 et de solvants, eau et chlorure de méthylène, ce dernier étant soupçonné d'être cancérigène. Le phosgène est toxique, corrosif et très polluant. Les efforts des producteurs de PC ont porté sur la recherche de procédés sans phosgène, depuis 2000.
Le PC a bénéficié du fait que son monomère spécifique, le bisphénol A, obtenu par condensation de deux molécules de phénol pour une molécule d'acétone, est également utilisé en quantité importante dans la fabrication des résines époxydes.
Le PC est un thermoplastique amorphe.
Pour plus de précisions, se reporter au dossier [AM 3381] Polycarbonates.
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- Version archivée 1 de janv. 2002 par Françoise PARDOS
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2. Polyester carbonate et procédés sans phosgène
Le polyester carbonate est un produit dérivé, à caractéristiques supérieures à celles du PC, intermédiaires entre celles des polysulfones et celles des polyarylates. Le produit est, comme le PC, obtenu à partir du bisphénol A et de bisphénol TMC, triméthylcyclohexanone-bisphénol. Les deux produits peuvent être condensés dans tous les rapports de mélange, la résistance thermique augmentant avec la proportion de bisphénol TMC. L'acide carbonique du PC est en partie remplacé par de l'acide téréphtalique. S'il l'était en totalité, le résultat serait du polyester aromatique, tel que du polyarylate. Bayer avait été le premier à offrir du polyester carbonate sur le marché, en fin 1983. Mitsubishi Chemical a une usine au Japon avec un brevet d'Allied. Les résines PPC (polyphthalate carbonate) lancées en 1984 par General Electric, sont un développement analogue, visant à ajouter une meilleure résistance à des températures plus élevées, en conservant toutes les autres caractéristiques des PC.
Pour des raisons de sécurité et de coûts, les producteurs de PC ont développé des procédés pour éviter le phosgène.
Un procédé lancé par General Electric en son temps contourne le phosgène. Il produit un PC avec des qualités optiques proches de celles du PMMA. Ce procédé de GE, désormais Sabic, utilisé à Cartagena, convertit le gaz naturel en monoxyde de carbone, qui réagit ensuite avec du méthanol pour produire du carbonate de diméthyle, DMC. Le méthanol dans le DMC est déplacé par le phénol pour produire du carbonate de diphényle, DPC et, dans une étape distincte, de l'acétone et du phénol sont utilisés pour produire le bisphénol A de pureté de plus de 99,5 %. Ce mélange est conduit avec le DPC dans un réacteur pour produire du PC.
L'usine Bayer à Anvers utilise un procédé sans phosgène qui peut offrir une large gamme de degrés de viscosité. Tous les autres grands producteurs, notamment Teijin, Chimei Asahi, ont des procédés sans phosgène.
Shell offre un procédé qui utilise du gaz carbonique, du phénol et de l'oxyde de propylène pour obtenir du propylène glycol et du DPC.
Une très importante polémique a démarré dès 2007, sur les effets toxiques dangereux du bisphénol A, de la migration de ce produit...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SAECHTLING (H.) - International plastics handbook. - Carl Hanser Verlag (1987).
-
(2) - Speciality polymers, II. (1984) et Automotive applications for polymers (1984). - Skeist Laboratories. Livingstone NJ.
-
(3) - Compalloy'89. - New Orleans. Schotland Business Research, avr. 1989.
-
(4) - Modern Plastics Encyclopaedia. - Mac Graw Hill Highstown NJ (1999-2004).
-
(5) - ROSATO (D.V.), SCHOTT (N.R.), ROSATO (D.V.), ROSATO (M.G.) - Plastics Engineering, Manufacturing & Data Handbook. - Plastics Institute of America ISBN 0-7923-7316-2, October 2001, 2200pp.
-
(6) - DOMININGHAUS (H) - Plastics for Engineers - . Hanser Publishers (1992)
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Matières thermoplastiques – Introduction.
-
Polycarbonates
ANNEXES
EPSE European Polycarbonate Sheet Extruders
Exatec
Controverses sur le BPA
HAUT DE PAGE
ANTEC (SPE Annual Technical Conference)
HAUT DE PAGE
Bayer MaterialScience (marque Makrolon)
http://www.materialscience.bayer.com/
Chimei Asahi Corp CAC (marque Wonderlite)
Formosa Idemitsu (marque Tarflon)
http://www.idemitsu.com/global/offices/c_east_asia.html
Kazanorgsintez JSC, KOS
http://www.kazanorgsintez.ru/index.php
LG Polycarbonate (marque Calibre racheté par...
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