Modifications physico-chimiques des plastiques par ionisation

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

Ils ont parallèlement conduit au développement de la chimie sous rayonnement , de type radicalaire, appliquée principalement aux polymères.

En déclenchant un processus 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: fabrication du caoutchouc, de câbles et de tubes réticulés (tubes pour chauffage par le sol) ainsi que de gaines thermorétractables. 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 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 les pages suivantes, tant du point de vue de leurs effets que de leur mise en œuvre industrielle et de leurs applications. Le traitement de réticulation des plastiques par les rayonnements ionisants (appelé radioréticulation ) est plus particulièrement approfondi car il est aujourd’hui le plus appliqué.

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