Découvrez ce qu'est le plastique ou polymere et les applications de ce matériau de fabrication dans l'industrie.
Le plastique est un matériau constitué de composés organiques synthétiques ou semi-synthétiques, parmi une large gamme. Ils sont malléables et peuvent par conséquent se mouler en objets solides. La plasticité représente la propriété générale de l’ensemble des matériaux qui impliquent une déformation permanente sans rupture. Le nom des polymères provient de leurs propriétés flexibles et plastiques.
Les plastiques sont en général des polymères organiques de masse moléculaire élevée. Ils contiennent souvent d’autres substances. Ils sont synthétiques et découlent le plus souvent de produits pétrochimiques. Cependant, l’attention actuelle portée sur l’environnement conduit à un nombre croissant de plastiques dérivés de matériaux renouvelables comme l’acide polylactique venant du maïs ou la cellulose des bourres de coton.
La démocratisation du plastique dans des produits toujours plus abondants provient de son coût relativement faible, sa facilité de fabrication, sa polyvalence et son imperméabilité à l’eau. Il s’emploie dans des pièces aussi simples que des trombones ou complexes que des avions.
Une large gamme de matériaux plastiques est disponible pour un éventail d'utilisation. L’un des domaines de confection les plus récents et les plus formidables est l’impression 3D. De nouvelles applications d’impression 3D sont découvertes quasi quotidiennement. Une palette d’objets en plastique diversifiée est donc déjà produite à l’aide du procédé d’impression 3D. Ces objets se retrouvent dans les laboratoires de prototypage, les jouets, les boîtes de vitesse mécaniques, les prothèses médicales, etc.
Les plastiques se classent généralement selon la structure chimique du squelette et la chaîne latérale du polymère ; ces catégorisations incluent des groupes importants comme les suivants :
À des fins de clarté, cette documentation se concentre sur un ensemble de polymères représentatifs, appelés également plastiques de base, plastiques courants ou plastiques techniques.
L’acrylonitrile butadiène styrène (ABS) est un terpolymère obtenu par polymérisation de styrène et d’acrylonitrile en présence de polybutadiène. La plupart des applications peuvent supporter des températures de -20 à 80 °C (-4 à 176 °F). Elles incluent l’équipement électronique, comme les écrans d’ordinateur, les imprimantes et les claviers ainsi que les drains.
Le polyamide (PA) ou nylon se présente sous forme naturelle, par exemple avec la laine et la soie, et synthétique, comme avec le nylon, la fibre aramide et le polyaspartate de sodium. Les polyamides synthétiques s’emploient dans l’industrie du textile, de l’automobile, des moquettes et tapis et des vêtements de sport pour leur longévité et leur solidité. La consommation de polyamide des secteurs de la fabrication et du transport est estimée à 35 % du polyamide (PA) mondial. Les usages principaux incluent par exemple les fibres, les poils de brosses à dents, les tubes, les lignes de pêche et les pièces de machine à faible solidité dans les châssis de moteurs ou la structure des armes à feu.
Les polycarbonates (PC) appartiennent au groupe des polymères thermoplastiques contenant du carbonate. Leur solidité et leur résistance, ainsi que la transparence de certaines classes, en font un élément adapté pour l’ingénierie. De plus, leur flexibilité facilite leur travail, moulage et thermoformage. Par conséquent, les polycarbonates (PC) s’utilisent dans beaucoup d’applications, comme les disques compacts, les lunettes, les boucliers antiémeute, les fenêtres sécurisées, les feux de signalisation et les lentilles.
Le polyester (PES) se trouve à l’état naturel, par exemple dans la cutine des cuticules de plantes, et sous forme synthétique dans la polymérisation par étapes comme le polybutirate. Les polyesters naturels, et quelques rares polyesters synthétiques sont biodégradables. L’industrie du vêtement et du textile exploite largement les polyesters.
Le polyéthylène (PE) est le plastique le plus répandu avec une production globale annuelle d’environ 80 millions de tonnes. Il s’emploie principalement dans le secteur du conditionnement pour les sacs en plastique, les films plastiques, les géomembranes et les contenants (y compris les bouteilles).
Le polyéthylène haute densité (PE-HD), HDPE (High Density Polyethylene) ou PE-HD (Polyethylene High Density) en anglais, est un thermoplastique dérivé du pétrole avec un ratio solidité-densité élevé. On le retrouve fréquemment dans les bouteilles de détergent, les bouteilles de lait, les éléments en plastique moulé, les bouteilles plastiques, les tuyaux anticorrosifs, les géomembranes et le bois composite. Lorsqu’il est utilisé pour les tuyaux, il se nomme parfois alkathène ou polythène.
Le polyéthylène basse densité (PEBD) est un thermoplastique obtenu à partir de l’éthylène monomère. Produit pour la première fois en 1933 par Imperial Chemical Industries (ICI), sa fabrication est réalisée à l’aide de la même méthode aujourd’hui. Son utilisation reste également répandue dans les mobiliers d’extérieur, les revêtements, les tommettes, les rideaux de douche et les emballages à double coque, malgré la concurrence de polymères plus modernes.
Le polyéthylène téréphtalate (PET), souvent abrégé PET ou PETE, est la résine de polymère thermoplastique la plus commune de la famille des polyesters. On l’exploite pour la production des fibres des vêtements, les contenants des liquides et aliments, le thermoformage pour la fabrication et en combinaison des fibres de verre pour les résines techniques. Les noms de marque incluent : Dacron, Terylene ou Lavsan.
Le polypropylène (PP), également appelé polypropène, est un polymère d’addition résistant et anticorrosif qui appartient au groupe des polymères thermoplastiques. Après le polyéthylène, il est le deuxième plastique synthétique le plus produit. L’industrie y recourt pour un large éventail d’applications. Citons le conditionnement, l’étiquetage, les textiles, les éléments stationnaires, les pièces en plastique, les contenants réutilisables, l’équipement de laboratoire, les haut-parleurs, les composants automobiles et les billets de banque en polymère.
Le polystyrène (PS) est un polymère aromatique synthétique obtenu à partir du styrène monomère. Il peut se présenter sous la forme de solide ou de mousse. Le polystyrène à usage général est clair, dur et relativement cassant. Il offre un poids de résine par unité peu onéreux. Il est par nature transparent, mais peut être coloré. C’est l’un des plastiques les plus utilisés. Des millions de tonnes par an sont produits. Il s’emploie fréquemment pour les particules de calage dans les emballages, les contenants alimentaires, la vaisselle en plastique, les tasses, assiettes et couverts jetables, les disques compacts (CD) et les boîtiers de cassette.
Le polystyrène choc (SB) (HIPS, High Impact Polystyrene) est un copolymère à greffons issu du mélange de polystyrène et de caoutchouc polybutadiène plus étirable au cours de la polymérisation. Cela permet d’obtenir un polystyrène choc, souvent indiqué comme « plastique résistant aux chocs » dans les publicités. Il est fréquemment moulé par injection pour produire des jouets, des revêtements de réfrigérateur, des emballages alimentaires et des tasses de distributeur. Bextrene est un des noms de marque.
Le polyuréthane (PUR et PU) est un polymère composé d’unités organiques jointes par des liaisons de carbamate (uréthane). Même si la plupart des polyuréthanes sont des polymères thermodurcissables qui ne fondent pas lorsqu’ils sont chauffés, des polyuréthanes thermoplastiques sont également disponibles. Les applications courantes incluent : mousse de matelassage, mousses d’isolation thermique, revêtements de surface et rouleaux d’impression. Il s’agit du plastique le plus fréquemment utilisé dans les automobiles.
Le polychlorure de vinyle (PVC), aussi appelé PVC, poly vinyle ou vinyle, est le troisième polymère de plastique synthétique le plus produit au monde après le polyéthylène et le polypropylène. Le PVC est disponible sous forme rigide (RPVC) ou flexible. Les applications communes pour le RPVC incluent les tuyaux de plomberie, les gouttières, les portes, les cadres de fenêtres, et les cartes de membre ou de banque. Celles pour le PVC flexible comprennent les rideaux de douche, les revêtements de sol, le similicuir, la signalisation, les disques, les produits gonflables et les différents usages où il remplace le caoutchouc.
Outre les matériaux thermoplastiques génériques, l’industrie de l’impression 3D a adopté certains plastiques pour leurs propriétés techniques.
Certains fabricants d’imprimantes 3D tendent à développer leur marque. Les différents plastiques à exploiter dans l’impression 3D incluent : le plastique de prototypage, le plastique opaque rigide, le plastique similaire élastomère et le plastique transparent. Chacun de ces plastiques possède ses propriétés et applications spécifiques.
Les différentes résines utilisées dans l’impression 3D incluent la résine hautement détaillée, la résine mammouth, la résine transparente, la résine grise et la résine standard. Chacune d’entre elles possède ses propres caractéristiques et applications spécifiques.
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