Rubber & Plastics

Plastique, synthétique et caoutchouc sont des termes courants pour désigner des matériaux que la chimie appelle polymères et qui sont composés de petits éléments constitutifs (monomères). 

Le terme « monomère » désigne les composés organiques à faible masse moléculaire ayant des groupes fonctionnels réactifs qui sont convertis dans des conditions catalytiques en polymères à longue chaîne. On distingue les homopolymères qui sont formés à partir d'un monomère, et les copolymères qui sont formés d'au moins deux monomères différents.

Depuis de nombreuses années, le polyéthylène (PE) et le polypropylène (PP) sont les principaux films utilisés pour l'emballage. 

L'industrie automobile utilise toute une série de polymères. L'un des plus connus est sans doute le polyméthacrylate de méthyle (PMMA). Il sert de verre de sécurité pour les parebrises. Les pneus, les garnitures, les sièges, les tapis et certaines parties de la carrosserie sont également fabriqués en matériaux polymères. 

Les revêtements en téflon (PTFE, polytétrafluoroéthylène) ont un effet anti-adhésif et sont utilisés, par exemple, pour les poêles à frire. 

Les siloxanes ou silicones de structure générale R₃Si−[O−SiR₂]n−O−SiR₃ (R = hydrogène, alkyle ou autre radical organique) sont disponibles dans la gamme abcr non seulement parmi les polydiméthylsiloxanes (PDMS) courants, proposés sous forme d'huiles avec différentes viscosités. Nous synthétisons également des produits sur mesure ultra purs pour des applications médicales ou des siloxanes spécifiquement fonctionnalisés. 

Comme les silanes, les huiles de silicone ont l'élément silicium dans leurs molécules. Cependant, leurs propriétés ne sont pas comparables, et sont dans certains cas même opposées. Ainsi, les huiles de silicone sont utilisées dans les fonderies comme agents de démoulage ou d'écoulement. 

Les siloxanes fonctionnalisés sont souvent optimisés en fonction de l'application, c'est-à-dire que des groupes organiques sont introduits dans les chaînes moléculaires. Ceux-ci génèrent ensuite une propriété de surface spéciale ou sont adaptés à la réticulation comme les unités méthacryliques. L'exemple le plus connu est celui des lentilles de contact perméables à l'eau et à l'oxygène. Elles sont constituées de macromères. 

Nous vous en donnerons plus de détails ci-après  

• Additifs 
• Polystyrènes 
• Acrylate et polyacrylate 
• Autres classes de monomères et de polymères chez abcr 
• Catalyseurs pour la polymérisation et l'oligomérisation 

Pour améliorer les propriétés des articles en caoutchouc ou en plastique, l'ajout d'additifs est approprié. Il s'agit, par exemple, de charges et de renforts. Leur utilisation peut permettre de réaliser des économies, car le plastique est le composant le plus cher. Pratiquement tous ces composants, pour la plupart inorganiques, ne deviennent compatibles avec les polymères qu'après l'ajout d'organosilanes. Ces organosilanes sont capables de se lier chimiquement à la surface des charges et des renforts. Si ces organosilanes contiennent des groupes alkyle non fonctionnels, l'hydrophobisation des surfaces produite par ces organosilanes est suffisante pour améliorer sensiblement la dispersibilité. Cela permet d'obtenir des vitesses de processus plus élevées, des niveaux de remplissage plus élevés et, dans de nombreux cas, même des propriétés mécaniques améliorées. Si les silanes sont fonctionnalisés avec des groupes organiques réactifs, une liaison chimique supplémentaire au polymère est même possible. Dans ces cas, les silanes agissent comme des agents d'adhérence entre la matrice inorganique et organique. Comme ces liaisons sont chimiquement stables et fonctionnent à un niveau monomoléculaire, de petites quantités de silane sont suffisantes pour obtenir des améliorations significatives. Cet avantage est déjà utilisé à des fins commerciales dans de nombreuses applications. Les quantités de silane actuellement utilisées à cette fin dépassent largement les 100 000 tonnes par an. En termes de composés, cela donne des quantités de l'ordre de > 10 millions de tonnes/an. En termes de volume, l'industrie pneumatique arrive en tête.  

Les plastiques à renfort de verre, en abrégé GRP, sont basés sur des fibres de verre traitées avec des silanes.  

Le verre, le dioxyde de titane, le kaolin, le mica, l'hydroxyde d'aluminium et de magnésium, le talc, les silicates, le corindon, les oxydes métalliques et la poudre métallique sont des exemples de charges et de renforts.

L'ajout d'additifs lors de la transformation des matériaux polymères peut améliorer toute une série de propriétés physiques, notamment la résistance mécanique, la résistance aux rayures, la résistance à la traction, la dureté, la cohésion, la résistance au vieillissement et la résistance à l'humidité. 

Les additifs réduisent également l'absorption d'eau dans les polymères et augmentent l'hydrophobie (= organophilie). Avec des retardateurs de flamme tels que Al(OH)₃ ou Mg(OH)₂, il est possible d'obtenir un retardement de flamme efficace. 

Les additifs n'apportent pas des améliorations uniquement pour le produit final. Le processus de fabrication aussi est optimisé : 

• une viscosité plus faible et/ou un débit plus élevé 
• traitement facile 
• agglomération réduite 
• teneur plus élevée en charges 
• coûts totaux réduits 

Une variante utilisée à l'échelle industrielle pour améliorer les propriétés mécaniques des polymères est la réticulation dite au silane. Ici, les silanes de vinyle sont greffés sur des polymères, généralement du polyéthylène, ou copolymérisés avec de l'éthylène. Le produit obtenu peut être réticulé avec de l'humidité après le moulage. Cette méthode est souvent utilisée pour améliorer la stabilité thermique des câbles d'isolation ou des conduites d'eau chaude. 

L'utilisation des silanes n'est pas limitée aux thermoplastiques. Les thermodurcissables sont généralement utilisées dans les pierres synthétiques et le béton en résine synthétique (époxy, méthacrylique) ou les résines de fonderie (résines phénol, de furanne, etc.). 

L'ajout de silanes spéciaux lors de la production de polypropylène catalytique entraîne une isotacticité accrue, ce qui entraine aussi une cristallinité accrue. 

Les polystyrènes sont utilisés comme matériaux supports dans de nombreux cas. L'une des applications les plus connues est la synthèse de peptides, dans laquelle des acides aminés hétérogènes et des réactifs auxiliaires sont utilisés comme résines. La liaison au noyau du polymère s'effectue principalement via l'extrémité C-terminale des acides aminés ou via des groupes protecteurs trityles copolymérisés.

Les polystyrènes réticulés sont obtenus par copolymérisation du styrène avec des agents de réticulation tels que les divinylbenzènes ou d'autres monomères ayant au moins deux groupes vinyle terminaux. Les quantités de ces comonomères utilisées définissent le degré de réticulation. Par rapport aux polystyrènes non réticulés, les polymères réticulés ont une résistance à la chaleur nettement supérieure. La tendance à la dépolymérisation est également réduite. 

Dans le catalogue de l'abcr, vous trouverez de nombreux monomères et agents de réticulation spéciaux à substitution allylique ou vinylique, dont de nombreux esters acryliques ou méthacryliques. 

Les macromonomères comme les acrylates de PEG sont utilisés comme liants en biochimie. Les noyaux de polyéthylène glycol peuvent être linéaires (acrylates de PEG monosubstitués et disubstitués) ou en forme d'étoile (trois groupes terminaux d'acrylate ou plus par molécule). 

L'acide polyacrylique est utilisé dans divers domaines de la médecine, par exemple comme gélifiant dans la production de pommades ou de gels pour la peau et les muqueuses. L'acide polyacrylique est également utilisé comme excipient augmentant la viscosité dans les médicaments liquides pour empêcher la sédimentation et améliorer le dosage. Dans les comprimés, l'acide polyacrylique agit comme un liant. Des applications similaires sont connues pour la poly(N-vinyl-2-pyrrolidone), ou povidone en abrégé. 

Parmi les polymères perfluorés, le téflon (= polytétrafluoroéthylène) est le plus populaire. En raison de sa résistance chimique, il est utilisé dans la construction de dispositifs chimiques. Le téflon s'est popularisé principalement en raison de son effet anti-adhérent comme revêtement pour les poêles à frire. Dans la technologie médicale, le téflon est utilisé dans les implants. Le monomère tétrafluoroéthylène étant relativement complexe à synthétiser et à traiter, d'autres monomères perfluorés sont également utilisés comme éléments de base pour les polymères fluorés. 

L'alcool polyvinylique est produit par hydrolyse contrôlée de l'acétate de polyvinyle. L'alcool polyvinylique agit comme un émulsifiant dans les mélanges et, dans sa forme pure, il a une résistance à la traction et une flexibilité élevées. Ces propriétés dépendent de l'humidité de l'air, car le plastique absorbe l'eau. 

Les polyuréthanes linéaires sont produits par réaction des diisocyanates et des diols dans un processus de polyaddition. Les polyuréthanes réticulés peuvent être produits en faisant réagir des isocyanates di- et trifonctionnalisés avec des mélanges de diol/triol. Selon le degré de réticulation et les monomères isocyanate ou alcool utilisés, on obtient des thermodurcissables, des thermoplastiques ou des élastomères. Les polyuréthanes sont utilisés dans les mousses, les peintures, les adhésifs, les revêtements et les sols.

Grâce à la polycondensation des acides carboxyliques aromatiques et des amines, de nombreux polyimides sont accessibles.

Les fibres de polyimide sont extrêmement résistantes à la chaleur et à l'usure mécanique. Les polyimides sont utilisés, par exemple, dans les vêtements de protection pour les travaux forestiers, car les fibres filées des tronçonneuses ne se coupent presque jamais, ce qui protège contre les blessures graves. 

Grâce au greffage ou à la fonctionnalisation des groupes terminaux, de nouveaux macromonomères servant de base à de nouveaux copolymères peuvent être produits à partir de polymères à base de PEG ou de polyoléfines. 

Pour la production de polyoléfines telles que le polyéthylène, le polypropylène et les copolymères d'éthylène et d'alpha-oléfines supérieures, abcr propose une grande variété de catalyseurs.

Pour la production de polyoléfines telles que le polyéthylène, le polypropylène et les copolymères d'éthylène et d'alpha-oléfines supérieures, abcr propose une grande variété de catalyseurs. 

Ces catalyseurs comprennent les fameux systèmes Ziegler/Natta, ainsi que des catalyseurs monosites tels que les complexes métallocènes, les complexes bis(imino)fer et les complexes phénoxyimine-zirconium à base de sel. 

Les complexes de bis(imino)nickel sont utilisés pour l'oligomérisation de l'éthylène et du propylène. Les produits obtenus sont des alpha-oléfines supérieures ou des oléfines ramifiées.