Comment fabriquer du plastique?

Avant de voir comment fabriquer du plastique, il faut savoir que le plastique est un type de matériau produit à partir de matériaux organiques, tels que: pétrole brut, gaz naturel, cellulose, charbon et sel. Le plastique est dérivé du mot grec « Plastikos », qui signifie moulable, et « Plastos » qui signifie moulé, ce qui indique les caractéristiques les plus importantes du plastique. C’est-à-dire sa capacité à être pressé, moulé et formé dans diverses formes. Le plastique se compose de grandes unités appelées polymères, qui à leur tour sont constituées d’unités de carbone plus petites appelées monomères. Les monomères sont disposés de plusieurs façons, permettant la création d’un nombre incalculable de polymères différents dans leur composition chimique. Le plastique participe à la fabrication de nombreux matériaux que nous utilisons beaucoup dans notre vie quotidienne, tels que les vêtements, les jouets, les voitures et les appareils électriques tels que la télévision, les ordinateurs, les Smartphones et autres.

Comment fabriquer du plastique?

En plasturgie, le plastique est fabriqué selon les étapes suivantes:

1. Préparation des matières premières et des monomères:

Lors du raffinage du pétrole brut et du gaz naturel, un processus appelé processus de craquage se produit pour obtenir des matières premières d’hydrocarbures. Après cela les hydrocarbures sont traités chimiquement pour obtenir des monomères d’hydrocarbures, tels que l’éthylène, le propylène et d’autres monomères de carbone tels que le styrène, le chlorure de vinyle et l’acrylonitrile.

2. Formation de polymères:

Les monomères sont liés pour former des polymères, qui sont collectés et traités pour améliorer leurs propriétés, et le traitement comprend l’ajout de retardateurs de flamme chimiques qui sont des matériaux qui retardent la formation de flammes en cas d’ incendie, des plastifiants et des colorants. À ce stade se forment les polymères, ou soi-disant polymères de résine sous forme de petites boules.

3. Formation du produit fini:

Pour donner au plastique la forme qu’on veut, la résine est chauffée, versée dans des moules et laissée refroidir. Cette étape comprend plusieurs procédés de fabrication en fonction du type de produit fini souhaité, notamment:

4. L’Extrusion:

C’est le processus de formation de profilés pour les portes et les fenêtres, les tuyaux, les câbles, les tubes, etc. On fait fondre les granules de plastique dans une extrudeuse en les soumettant à une très haute pression pour les forcer à passer à travers de petits trous pour prendre des formes spécifiques, puis à les refroidir en les exposant à l’eau ou à l’air.

5. Moulage par injection:

Les granules de plastique sont fondus et injectés sous haute pression dans les moules de refroidissement pour acquérir une forme spécifique, cette méthode est utilisée pour fabriquer des récipients ou des boîtes par exemple.

6. Moulage par soufflage:

Ce processus est effectué en conjonction avec le moulage par extrusion ou injection, et est utilisé pour fabriquer des bouteilles en plastique ou des jerricans en plaçant un tube en plastique chaud dans un moule refroidi puis en l’expose à l’air comprimé qui pousse le plastique sur les côtés du moule. On le laisse jusqu’à solidification sous la forme du modèle requis.

7. Moulage par rotation:

La résine chaude est placée dans un moule rond et tournée jusqu’à ce que la résine soit répartie sur les côtés du moule, puis laissée refroidir et à prendre la forme requise. Cette technique est utilisée pour fabriquer des produits creux, telles que: les poupées, les citernes, conteneurs à déchets, etc.

Types de plastique

Après avoir vu comment fabriquer du plastique, voyons maintenant les deux principaux types de plastiques:

1. Les Thermodurcissables:

C’est une matière plastique qui conserve sa forme et ne peut pas être réchauffé ou réusiné. On le trouve généralement dans la fabrication de pneus d’automobile, de pièces d’automobiles, les pièces d’aéronefs. Parmi les exemples des thermodurcissables on trouvent le polyester, les résines époxy, les résines phénoliques et polyuréthane.

2. Les Thermoplastiques:

C’est une matière plastique qui peut être fondue et reformée plusieurs fois, elle est moins solide que les thermodurcissables, par conséquent utilisée pour la production de matériaux d’emballage et de conditionnement. Parmi les exemples des thermoplastiques on trouve le polyéthylène, qui est utilisé dans la fabrication de gants jetables, sacs poubelle, matériaux d’emballage et polypropylène utilisés dans la fabrication de sacs, cordes, tubes, flacons et PVC, qui sont utilisés dans la fabrication de tuyaux, en particulier de tuyaux d’eau.

Histoire des plastiques

En 1839 après JC, Charles Goodyear a accidentellement découvert la vulcanisation en mélangeant du soufre avec du caoutchouc naturel tout en le chauffant, devenant ainsi plus flexible et plus manipulable.

En 1846 après JC le chimiste suisse Charles Schonbein a fabriqué le Polymère de nitrocellulose formé à la suite d’une réaction entre le coton et un mélange d’acide sulfurique et d’acide nitrique.

Dans les années 1870, John Hyatt a fabriqué un polymère appelé celluloïde avec l’interaction du camphre avec le nitrate de cellulose. Le celluloïde a été utilisé pour produire des films photographiques, des boules de billard et des balles de ping-pong.

En 1909, le scientifique Leo Baekeland a fabriqué un autre polymère synthétique appelé (bakélite), qu’il a obtenu en effectuant une réaction entre le phénol et le formaldéhyde. La bakélite est devenue l’un des principaux polymères pouvant être coulés sous différentes formes lorsqu’il est chaud, et a été utilisée pour fabriquer des produits avec une haute résistance à la chaleur et à l’électricité. La bakélite est utilisée dans les boutons, pièces de meubles, téléphones, pièces automobiles et bijoux, et l’invention de la bakélite a abouti plus tard à la production d’une gamme complète de plastiques. Ils sont connus sous le nom de résines phénoliques.

Dans les années 1930, Wallace Carruthers a découvert que l’interaction de l’acide adipique et d’un certain type de monomère appelé diaminoxane conduit à la production d’un type de plastique, le nylon. Et avec la succession des années, les chimistes ont pu fabriquer des matières plastiques améliorées, telles que: polyéthylène, vinyle, dacron, styromousse et polystyrène.

Avantages et inconvénients plastiques

Les avantages du plastique:

Faible coût de fabrication.
Résistant à l’eau et aux produits chimiques.
Durable, léger et flexible.
Inodore et incassable.
Il peut être utilisé à des fins domestiques et d’emballage.
Il peut être recyclé.

Les inconvénients du plastique:

Non renouvelable.
Il pollue la terre et l’eau car il n’est pas dégradable.
Certains plastiques produisent des fumées très toxiques lorsqu’ils sont brûlés.
Les sacs en plastique endommagent les animaux sauvages et marins.