Modifications physico-chimiques des polymères par ionisation

Les rayonnements ionisants (électrons accélérés et rayons gamma γ – émis par une source de ⁶⁰Co ou de ¹³⁷Cs) ont été développés industriellement dès les années 1960 pour la stérilisation de matériel médico-chirurgical et la conservation de produits agroalimentaires.

Ils ont parallèlement donné lieu au développement de la chimie sous rayonnement, de type radicalaire, appliquée principalement aux polymères. En déclenchant un processus chimique de formation de radicaux libres, les rayonnements ionisants peuvent ensuite amorcer un certain nombre de réactions chimiques telles que des coupures de chaînes, des polyadditions, des polymérisations, etc., qui peuvent donner lieu à diverses applications, dont les principales sont :

• la dégradation de plastiques (notamment pour améliorer leur recyclabilité ;

• la réticulation de plastiques, de bois imprégné de résine ;

• le greffage sur polymères.

Le traitement par rayonnement des matières plastiques était limité jusqu'ici à quelques applications : la fabrication du caoutchouc, du câble et du tube réticulés (tube pour le chauffage par le sol) ainsi que de la gaine thermorétractable. Il était essentiellement mis en œuvre avec des accélérateurs d'électrons de faibles énergies (0,1 MeV à 3 MeV), permettant uniquement des traitements en surface (limités à quelques millimètres de profondeur).

Les accélérateurs d'électrons de haute énergie (10 MeV) et les installations Gamma (fort pouvoir de pénétration du rayonnement) développés depuis, sont adaptés pour des traitements sur des épaisseurs beaucoup plus importantes allant de la taille d'un carton (plusieurs centimètres) à celle d'une palette (1 m), permettant ainsi le traitement de produits directement dans leur emballage.

Ce sont les traitements industriels réalisés sur plastiques au moyen de tels équipements qui sont décrits dans ce dossier, tant du point de vue de leurs effets que de leur mise en œuvre industrielle et de leurs applications.

La réticulation des plastiques et le greffage par les rayonnements ionisants (appelés encore respectivement radioréticulation et radiogreffage) sont plus particulièrement approfondis ici. En effet, la radioréticulation est aujourd'hui la plus appliquée et le radiogreffage, qui suscite de plus en plus d'intérêt par la multiplicité de ses applications, donne lieu à de plus en plus de développements.