plastique (matière) (suite)

• Résines synthétiques. Elles constituent de loin la classe la plus importante. Ce sont des matériaux entièrement créés à partir de produits chimiques tirés de la houille ou, de plus en plus, du pétrole. Selon leur structure moléculaire, on distingue les résines de condensation et les résines de polymérisation.
1. Les résines de condensation sont préparées par inter-réaction de deux composants aptes à créer un enchaînement moléculaire rétifiable conduisant à une macromolécule. Ainsi, le formaldéhyde se condense avec divers produits réactifs pour fournir de telles résines : phénol-formol (type Bakélite), urée-formol (type Pollopas), mélamine-formol, aniline-formol. Les isocyanates réagissent sur les glycols pour conduire aux polyuréthannes. Des diacides réagissant sur des polyalcools permettent d’obtenir les résines alkydes (pour vernis synthétiques), des polyesters insaturés.
2. Les résines de polymérisation ont une structure moléculaire linéaire dans laquelle le radical du monomère se répète par enchaînements successifs. Les résines de ce type sont les plus employées actuellement : résines vinyliques, polyoléfines, polyacétal, polycarbonate, polyamides, polysulfones, polystyrène, etc.

• Polymères semi-organiques et inorganiques. Selon la nomenclature chimique traditionnelle, le terme de inorganique signifie que la structure de la substance ne comporte pas un enchaînement d’atomes de carbone dans le squelette moléculaire. Les représentants les plus typiques de cette classe sont les silicones, substances très analogues aux corps organiques par leur structure, l’atome de carbone des chaînes étant remplacé par un atome de silicium.

Le polychlorophosphonitrile est un autre polymère inorganique. De nouveaux matériaux à l’étude ont une structure dans laquelle des atomes métalliques participent à la création d’une chaîne macromoléculaire.

Classification suivant les caractéristiques d’emploi

Les transformateurs de matières plastiques ont recours à une autre classification plus simplifiée.

• Résines thermodurcissables. Elles sont moulées principalement par compression, bien que, dorénavant, certaines qualités puissent être moulées par injection. Ce sont toutes des résines de condensation.

• Résines thermoplastiques. Elles peuvent être mises en œuvre en principe par toutes les techniques connues. Ce sont des dérivés cellulosiques, des résines de polymérisation, des polymères inorganiques.

J. D.

L’économie des matières plastiques

On a assisté au cours des années 50 et 60 à une véritable explosion de la production et de la consommation des matières plastiques : elles doublaient tous les quatre ans. L’évolution se poursuit à un rythme plus calme : on semble être sorti de la première phase de l’histoire de l’industrie.

Le développement de la production

L’homme utilise depuis toujours des résines naturelles, connaît le bitume, la corne. Il appréciait leurs qualités de solidité et d’élasticité, l’agrément de leur toucher, celui de leur couleur parfois. Il s’agissait de produits rares, relativement chers et souvent difficiles à travailler et à traiter.

L’essor des matières plastiques synthétiques s’inscrit en un siècle à peu près, mais la croissance des utilisations est surtout notable depuis la fin de la Seconde Guerre mondiale. On avait appris dès 1870 à fabriquer à partir de la fibre de coton traitée à l’acide nitrique une matière qui fut très utilisée malgré sa grande inflammabilité : inventé par J. W. Hyatt pour fabriquer des boules de billard, le Celluloïd reçut progressivement un grand nombre d’autres usages. On lui adjoignit un peu plus tard la galalithe, fabriquée à partir de la caséine du lait. Avec la Bakélite, inventée en 1907, on apprend à tirer parti de corps à formule simple et à obtenir à partir d’eux les macromolécules, qui donnent aux matières plastiques l’essentiel de leurs caractères. Lorsque les macromolécules sont obtenues par polymérisation, le produit ne voit pas ses qualités modifiées par chauffage : on parle de produits thermoplastiques. Lorsqu’on a affaire à des molécules géantes qui résultent à la fois d’une polymérisation et d’une poly-condensation, la chaleur modifie profondément l’arrangement des molécules, qui ne retrouvent pas leur structure primitive : on a des résines thermodurcissables.

Entre les deux guerres mondiales, les progrès les plus importants en matière de chimie des matières plastiques ont porté sur l’obtention des matières thermodurcissables : les phénoplastes et les aminoplastes peuvent être fabriqués à partir des dérivés du charbon. Ils se prêtent bien à la fabrication d’objets moulés indéformables, résistent à l’action de la lumière et des intempéries.

Un peu avant le début de la Seconde Guerre mondiale, on se familiarisa avec la fabrication de polymères thermoplastiques : parmi les plus importants, il faut signaler les résines vinyliques, le chlorure de polyvinyle, les polyéthylènes, les polystyrènes, les polyuréthannes, les silicones. Les polyamides (Nylon, Rilsan) et les polyesters ont plus d’importance pour la fabrication de textiles synthétiques que pour l’industrie des matières plastiques proprement dite, mais leurs usages se multiplient rapidement. La plupart de ces corps peuvent être obtenus à partir de quelques « grands intermédiaires » tels que l’éthylène, le propylène, le benzène, l’acétylène, sous-produits de la chimie du charbon (c’est le cas, par exemple, du benzène), du gaz et du pétrole (propylène) ou des deux. Le faible prix des produits pétroliers a permis, depuis la fin de la Seconde Guerre mondiale, d’obtenir la plupart des résines plastiques à des prix très bas. Leurs usages sont d’abord de substitution : les matières plastiques ont remplacé les résines naturelles, puis le bois et le papier en matière d’emballage, avant de remplacer le verre. Elles sont plus isolantes que les gommes utilisées jusqu’alors ; on n’aurait pas pu produire les équipements électroniques modernes sans les propriétés isolantes des polyéthylènes, dont la production fut ainsi activement stimulée par la guerre. Les matières plastiques commencent à se substituer au bois dans bon nombre d’articles d’ameublement. Elles sont incorporées dans la plupart des équipements mécaniques : plus de 20 kg, en moyenne, dans une voiture moderne. La croissance rapide de la consommation tient à tous les avantages qu’apportaient ces substitutions : la matière plastique est généralement meilleur marché que les produits qu’elle remplace ; elle possède des qualités très supérieures et se travaille plus facilement ; elle se soude à chaud sans difficulté et peut être moulée aisément.