Présentation

Article

1 - DÉFINITIONS

2 - STABILISATION CONTRE LA DÉGRADATION ANAÉROBIE

3 - STABILISATION CONTRE LE VIELLISSEMENT OXYDANT

4 - RÉACTIONS PARASITES

  • 4.1 - Stabilisation du PVC par les savons de zinc
  • 4.2 - Réactions parasites avec les phénols

5 - STABILISANTS SACRIFICIELS ET RÉGÉNÉRATIFS

6 - SYNERGIES, ANTAGONISMES

  • 6.1 - Exemple de synergie : association phénol-phosphite
  • 6.2 - Exemple d'antagonisme : association phénol-HALS

7 - SOLUBILITÉ ET TRANSPORT DES ANTIOXYDANTS DANS LES POLYMÈRES

8 - MODÉLISATION CINÉTIQUE DE L'OXYDATION DE POLYMÈRES STABILISÉS

9 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : AM3153 v2

Stabilisants sacrificiels et régénératifs
Vieillissement chimique des polymères - Physicochimie de la stabilisation

Auteur(s) : Emmanuel RICHAUD, Jacques VERDU

Relu et validé le 01 sept. 2016

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

Cet article est dédié aux voies de stabilisation destinées à ralentir les phénomènes de vieillissement des polymères. Deux méthodes de stabilisation sont présentées ; celle agissant contre le vieillissement anaérobie (UV, hydrolyse) et celle agissant contre l'oxydation. Les principaux mécanismes chimiques mis en jeu sont rappelés, ainsi que les principaux paramètres décrivant le comportement physique des molécules. L'ensemble permet d'établir un modèle adapté à la prédiction de la durée de vie d'un polymère industriel.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

ABSTRACT

Chemical aging of polymers - Physico-Chemical Stabilization

This article is dedicated to the processes of stabilization aimed at slowing down the ageing of polymers. Two methods of stabilization are presented; that against anaerobic aging (UV, hydrolysis) and the other against oxidation. The main chemical mechanisms involved are recalled, and the main parameters describing the physical behavior of molecules. Together it allows for establishing a model adapted to predicting the life-span of an industrial polymer.

Auteur(s)

  • Emmanuel RICHAUD : Docteur Ingénieur - Maître de conférences au Laboratoire de procédés et ingénierie en mécanique et matériaux - Arts et métiers Paris Tech

  • Jacques VERDU : Professeur Émérite - Laboratoire de procédés et ingénierie en mécanique et matériaux - Arts et métiers Paris Tech

INTRODUCTION

Deux premiers dossiers ont traité des phénomènes de vieillissement à l'échelle macroscopique, de leur interprétation à l'échelle macromoléculaire [AM 3 151] et des mécanismes mis en jeu à l'échelle moléculaire avec leur modélisation cinétique permettant de prédire la durée de vie par une voie non empirique [AM 3 152]. Il se trouve que la plupart des matériaux polymères de grande diffusion sont relativement instables en présence de rayonnements, d'agents environnementaux comme l'oxygène ou l'eau, et se dégradent trop vite pour pouvoir conserver leurs propriétés fonctionnelles pendant une durée suffisamment longue pour les applications industrielles visées. On leur ajoute donc des stabilisants dont le rôle est de ralentir les processus de dégradation pendant la mise en œuvre puis l'utilisation. On peut remarquer que l'utilisation industrielle de ces polymères n'est devenue possible qu'avec l'emploi de ces molécules . Lors du développement d'une pièce, on soumet en général plusieurs formulations de polymères stabilisés à un vieillissement accéléré en laboratoire et on retient la meilleure, approche empirique coûteuse en temps, en moyens humains et matériels. Ce dossier est destiné à rappeler les mécanismes d'action des principales familles d'additifs afin de permettre aux formulateurs de mieux comprendre les résultats obtenus en laboratoire et éventuellement les écarts observés avec le viement naturel. Il montre en outre comment on peut compléter les modèles présentés dans [AM 3 152] afin de bénéficier d'un outil non empirique permettant de prédire la durée de vie d'un polymère stabilisé par modélisation cinétique.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

KEYWORDS

antioxidants   |   stabilization   |   physico-chemistry

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-am3153


Cet article fait partie de l’offre

Plastiques et composites

(395 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Présentation

5. Stabilisants sacrificiels et régénératifs

On peut distinguer, dans les descriptions ci-dessus, deux modes de fonctionnement du système de stabilisation :

  • le système « sacrificiel » dans lequel le stabilisant est détruit de façon irréversible dans l'acte de stabilisation ;

  • le système « régénératif » dans lequel les espèces stabilisantes sont impliquées dans un cycle ou l'une régénère l'autre. Il peut s'agir de deux espèces correspondant à deux stades d'évolution de la même molécule, comme dans le cas des HALS, auquel cas le cycle se renouvelle en principe indéfiniment (aux effets près de la fatigue chimique du stabilisant). Si les deux espèces correspondent à deux molécules différentes, comme dans le cas de la stabilisation du PVC par le système Ca-Zn, le système s'épuise alors au terme d'un cycle unique.

Dans le cas des systèmes « sacrificiels », l'oxydation reprend le cours qu'elle aurait dans le polymère non stabilisé lorsque la totalité du stabilisant a été consommée. La fin de la période d'induction est en général bien marquée. Les phénols encombrés sont typiques de ce comportement. Dans les cas des systèmes « régénératifs » du type HALS, l'efficacité du stabilisant décroît plus ou moins progressivement et la fin de la période d'induction n'est pas fortement marquée voire disparaît totalement .

La différence entre les deux types de systèmes a été mise en évidence dans le cas de la thermo-oxydation du PP par exemple par Gensler et al. ...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Plastiques et composites

(395 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Stabilisants sacrificiels et régénératifs
Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - PFAENDNER (R.) -   How will additives shape the future of plastics ?  -  Polymer Degradation and Stability, vol. 91(9), p. 2249-2256 (2006).

  • (2) - CARTA (D.), CAO (G.), D'ANGELI (C.) -   Chemical recycling of poly(ethylene terephthalate) (pet) by hydrolysis and glycolysis.  -  Environmental Science and Pollution Research, vol. 10(6), p. 390-394 (2003).

  • (3) - BÉLAN (F.), BELLENGER (V.), MORTAIGNE (B.), VERDU (J.) -   Relationship between the structure and hydrolysis rate of unsaturated polyester prepolymers.  -  Polymer Degradation and Stability, vol. 56(3), p. 301-309 (1997).

  • (4) - MASAMOTO (J.), MATSUZAKI (K.), IWAISAKO (T.), YOSHIDA (K.), KAGAWA (K.), NAGAHARA (H.) -   Development of a new advanced process for manufacturing polyacetal resins. Part III : End-capping during polymerization for manufacturing acetal homopolymer and copolymer.  -  Journal of Applied Polymer Science, vol. 50(8), p. 1317-1329 (1993).

  • (5) - BERARDINELLI (F.M.), DOLCE (T.J.), WALLING (C.) -   Degradation and stabilization of polyacetal copolymers.  -  Journal of Applied Polymer Science, vol. 9(4),...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Plastiques et composites

(395 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS