Propriétés de différentes matières plastiques
Le succès des plastiques comme le PVC, le polyéthylène, le polypropylène ... s'explique par leurs propriétés spécifiques, dont les plus importantes sont:
Une technologie de transformation variée et économique, grâce à une température de fusion relativement basse, entre 200 et 400°C pour la plupart des thermoplastiques ou une mise en forme à température ambiante pour certains thermodurcissables;
Une faible masse volumique, permettant une manipulation aisée et une construction légère;
Une bonne ténacité et une excellente résistance au choc pour certains types, comme le PE, le PC et le PVC plastifié;
Une coloration dans la masse et un aspect brillant, rendant superflus des traitements de surface postérieurs, comme le dégraissage, le polissage, le vernissage, la peinture ou le laquage;
Une résistance chimique exceptionnelle, même dans des milieux extrêmement corrosifs, ils résistent parfaitement à l'oxydation;
Une isolation électrique excellente, ce sont donc de bons isolants;
Une faible conductivité (conductibilité) thermique, encore améliorée si la matière plastique est moussée. Les plastiques sont donc des isolants thermiques.
Aucun phénomène d'oxydation (oxydabilité)
Valorisation possible des plastiques parfois difficile, le pvc est recyclable comme le PET.
Néanmoins, l'atout le plus important des plastiques est d'être fabriqués par l'homme. Les chimistes sont capables de modifier sur mesure les propriétés des matières plastiques en jouant sur la structure chimique des monomères, leur séquence dans le polymère, la configuration et la longueur de ceux-ci. En outre, ils peuvent recourir à une vaste gamme d'additifs: des anti-oxydants contre la dégradation thermique; des stabilisants pour une meilleure tenue dans le temps, des plastifiants pour une plus grande souplesse et une résistance au choc élevée; des lubrifiants pour une transformation plus facile; des ignifugeants pour un comportement au feu amélioré; des additifs conducteurs contre les charges électrostatiques; des renforçants (des fibres de verre ou de carbone pour une prestation mécanique améliorée).
Le chimiste peut aussi avoir recours à des techniques d'alliage pour combiner les propriétés exceptionnelles de plusieurs plastiques. Hélas, la matière plastique idéale et universelle n'est pas encore pour demain. Chaque matière a ses points forts, mais également ses limites, ce qui explique la présence sur le marché d'une centaine de matières plastiques, ainsi que la survie des matériaux traditionnels dans certaines applications.
Les limites les plus fréquentes posées à l'usage de certaines matières plastiques sont:
Une rigidité et une résistance mécanique (dureté) moins élevées que pour les métaux, exception faite pour les composites ou pour quelques fibres synthétiques de haute performance.
Le fluage: quand un thermoplastique, comme le PE, est chargé, il subit une déformation immédiate, suivie d'une déformation lente au cours de la durée de cette charge. Ce phénomène est plus prononcé quand la température est plus élevée. Le fluage nécessite un dimensionnement judicieux sur base de prévisions de la durée et de la température d'usage.
La fragilité au choc à basse température: le PVC rigide par exemple est fragile en dessous de O°C, le PE et. le PC gardent une bonne ténacité jusqu'à -40°C.
L'instabilité dimensionnelle à haute température: coefficient de dilatation 7 X plus élevé que l'acier. Les températures maximales d'usage en continu varient entre 70°C pour le PE, le PS et le PVC rigide et plus de 300°C pour certains plastiques techniques, renforcées de fibres de verre.
Le vieillissement ou la dégradation sous l'influence de la radiation solaire (rayons ultraviolets): certains plastiques, comme le PS, y sont très sensibles, d'autres, comme le PMMA, ne vieillissent pas.
Le comportement au feu: toutes les matières plastiques peuvent brûler vu leur structure organique, comme d'ailleurs tous les matériaux d'origine naturelle dans nos maisons: les textiles, les meubles, les planchers, le papier-peint. Mais le comportement au feu peut être très varié. Ce comportement au feu est un phénomène extrêmement complexe qui nécessite plusieurs critères d'évaluation: l'inflammabilité, la vitesse de propagation, le contenu calorifique, la formation éventuelle de gouttes brûlantes, l'opacité des fumées, leur toxicité et leur corrosité.
Certaines matières plastiques s'enflamment facilement, alors que d'autres, comme le PVC et le PF, sont auto-extinguibles: ils s'éteignent immédiatement en dehors du feu et sont donc difficilement inflammables. L'inflammabilité peut en outre être réduite effectivement au moyen d'additifs ignifugeants. Il est à conseiller de prescrire pour toute application dans le bâtiment des matières plastiques auto-extinguibles ou d'une qualité ignifugée.
La toxicité des fumées est un autre aspect, sur lequel circulent nombre de demi-vérités. Certaines matières plastiques, comme le PE, ne produisent aucun produit toxique dans une combustion optimale. D'autres matières le feront quand même, ainsi que des matériaux d'origine naturelle comme le bois, le papier, la laine, le coton, les aliments...
La toxicité des fumées est d'ailleurs d'une importance relativement mineure. En fait,
dans un incendie réel, il se produit toujours un manque d'oxygène, avec comme conséquence, non seulement la suffocation des victimes, mais aussi la formation de monoxyde de carbone, un gaz inodore, mais très toxique, qui est de loin le responsable le plus important des cas mortels d'intoxication.
