Quels sont les aspects de l'application de la technologie de modification des plastiques ?

L'application des technologies de modification des plastiques est très vaste. Afin de réduire le coût des produits plastiques, d'améliorer leurs performances et leurs fonctionnalités, ces technologies sont indissociables de la modification des plastiques. Presque toutes les propriétés des plastiques peuvent être améliorées par ces méthodes, notamment l'aspect, la transparence, la densité, la précision, la transformabilité, les propriétés mécaniques, chimiques et électromagnétiques, la résistance à la corrosion, au vieillissement et à l'usure, la dureté, les propriétés thermiques, l'ignifugation et les propriétés de barrière.

Le produit chimiquement modifié le plus performant est connu sous le nom deABS, copolymère d'acrylonitrile-butadiène-styrèneLa méthode de modification physique a permis de créer une nouvelle catégorie de matériaux : les composites renforcés. Grâce à leur simplicité et à leur grande applicabilité, notamment le remplissage et le mélange, ces méthodes de modification physique sont largement utilisées en Chine.

1. Film plastique agricole

Il est reconnu dans le secteur agricole que l'utilisation de produits plastiques pour la couverture des cultures et l'irrigation est un moyen efficace d'accroître les rendements. En Chine, l'agriculture plastique s'est développée à partir de la culture sous film plastique. Actuellement, la Chine est non seulement le premier producteur mondial de films de paillage agricole en termes de volume et de surface couverte, mais sa qualité s'est également considérablement améliorée. Les films utilisés ont évolué, passant de simples films transparents à des films multifonctionnels et diversifiés, comme par exemple des films isolants modifiés par imprégnation. L'effet isolant est très significatif.

Comme nous le savons, le rôle du film plastique agricole est de fournir un bon environnement thermique aux cultures, et la nuit, en raison de la basse température extérieure, la croissance des cultures est particulièrement défavorable. Afin d'améliorer la température de la membrane la nuit, il faut empêcher l'absorption de chaleur du sol dans l'infrarouge lointain mu (11 ~ 13 m) à travers le film.

D'après l'analyse du spectre infrarouge, le SiO2 et d'autres matériaux inorganiques absorbent bien l'infrarouge lointain dans cette bande. C'est pourquoi on utilise souvent des charges bon marché et faciles à mettre en œuvre comme le kaolin, le mica et d'autres, pour fabriquer des films d'isolation thermique agricoles, permettant ainsi d'augmenter la température nocturne dans les serres en plastique de 1 à 2 °C.

Le développement du film plastique dégradable est un autre exemple de technologie de modification du remplissage. La popularisation et l'application du film plastique, tout en apportant de grands avantages à la production agricole, ont suscité de vives inquiétudes quant à la possible pollution blanche causée par les résidus à long terme de film plastique dans le sol.

2. Produits en plastique pour l'emballage

Le polyéthylène linéaire basse densité (PEBDL), apparu dans les années 1970, possède d'excellentes propriétés mécaniques, notamment une résistance à la traction et à la déchirure, grâce à sa structure moléculaire. Cependant, sa viscosité à l'état fondu est relativement élevée, ce qui complexifie sa transformation. En mélangeant du PEBDL et du PEBD dans une proportion massique de 10 % à 50 %, sans modifier l'équipement, il est possible de produire un film d'emballage aux propriétés mécaniques supérieures à celles du PEBD, sans augmenter le couple de l'équipement.

Par exemple, un film en PEHD contenant jusqu'à 30 % de CaCO3 a été utilisé avec succès pour fabriquer des sacs-poubelle.

3. Produits en plastique à usage quotidien

Les produits en plastique du quotidien sont utilisés dans de nombreuses applications, comme les chaussures, les sacs, les meubles, etc. Il convient de mentionner le cuir artificiel composite, fabriqué selon des technologies de pointe. Ce matériau offre une excellente douceur et une respirabilité optimale, et ses performances, son design et ses couleurs sont comparables à ceux du cuir véritable. Il répond ainsi aux exigences des fabricants de chaussures, d'étuis et de sacs, et contribue également au développement du marché mentionné précédemment.

Dans la production de cuir artificiel en PVC, le carbonate de calcium (CaCO3) est fréquemment utilisé comme charge, pouvant atteindre 50 %. Outre le CaCO3, on peut également employer du kaolin, des cendres de charbon pulvérisées ou des billes de verre. L'ajout de charges permet non seulement de réduire les coûts, mais aussi d'améliorer la dureté du cuir artificiel en PVC et d'ajuster son brillant de surface.

4. Produits en plastique pour la construction

L'utilisation de conduits supérieurs et inférieurs en plastique, de tuyaux de gaz, de portes et fenêtres en plastique, ainsi que de tous types de matériaux d'ornementation en plastique pour le bâtiment, est aujourd'hui largement répandue et son marché potentiel est immense. Les produits de construction en plastique sont principalement composés de PVC. Afin d'améliorer la résistance aux chocs et au vieillissement des portes et fenêtres en plastique, on ajoute généralement à leur formule 6 % de copolymère de méthacrylate de benzène, de butadiène et de styrène (MBS), du polyéthylène chloré (CPE) et 4 % de dioxyde de titane (TiO₂).

D'une part, le TiO2 peut servir de pigment ; d'autre part, il améliore la résistance aux UV et prolonge la durée de vie. L'ajout d'environ 5 % de CaCO3 lors de la fabrication des tuyaux en PVC permet d'obtenir de meilleures propriétés mécaniques.

5. Produits de support en plastique à usage industriel

Dans les appareils ménagers, les produits électroniques, les automobiles, les postes et télécommunications, les machines, les transports et autres produits industriels, le plastique est largement utilisé en raison de ses excellentes propriétés telles que sa faible densité, sa résistance au frottement, sa résistance à la corrosion, son isolation et son isolation thermique.

Les technologies de modification permettent non seulement d'améliorer les performances des plastiques courants pour répondre aux exigences des plastiques industriels, mais aussi de pallier certaines faiblesses des plastiques techniques et de satisfaire aux exigences d'utilisation les plus strictes. De fait, les plastiques industriels constituent l'un des plus vastes domaines de la modification des plastiques. Les plastiques PE et PP modifiés sont largement utilisés dans les accessoires industriels. L'application du PE modifié dans les câbles de communication et les câbles optiques en est un exemple probant ces dernières années.

Nous savons que les matériaux utilisés pour les câbles de communication et les câbles optiques doivent répondre à des exigences élevées en matière de performances intrinsèques ou de performances de traitement. C'est pourquoi, à l'étranger, ces matériaux sont vendus sous forme de matériaux spéciaux. En Chine, il n'existe pas de matériaux spéciaux et la production de matériaux d'isolation, de gaine et de gaine pour câbles de communication repose sur une technologie de modification par mélange.

Ces matériaux sont préparés par mélange et extrusion après sélection de résines de base et modifiées, ainsi que d'additifs et d'auxiliaires de traitement nécessaires. Les matériaux d'isolation et de gaine pour câbles de communication en PEHD, PEBDL, PEMD et PEBD obtenus répondent pleinement aux exigences de performance requises : propriétés diélectriques, résistance aux basses températures, à l'oxydation et à la chaleur. Les gaines en PEHD répondent aux exigences de résistance à l'usure et à la fissuration sous contrainte environnementale des câbles optiques.

Dans la production de câbles par extrusion, elle s'adapte à l'extrusion à basse et moyenne vitesse (1 200 m/min) et à haute vitesse (2 400 m/min). Le polypropylène (PP) est un plastique universel important, grâce à sa faible densité, sa non-toxicité, sa résistance à la corrosion et d'autres avantages ; son dosage n'est surpassé que par celui du PVC et du PE.

Cependant, sa fragilité à basse température, son fort retrait et d'autres inconvénients limitent son utilisation dans les produits industriels. C'est pourquoi on recourt souvent à des techniques de modification pour améliorer ses différentes propriétés, notamment sa ténacité. La modification du PP comprend principalement la copolymérisation et le mélange. Le PP modifié peut être utilisé pour la fabrication de pare-chocs de véhicules légers et de voitures, de boîtiers d'appareils électroménagers, de ventilateurs de voiture, etc.

Le pare-chocs doit présenter une bonne robustesse et une résistance aux basses températures. Le polypropylène (PP) peut être renforcé par l'ajout d'éthylène-propylène-diène (EPDM) et d'élastomère de polyoléfine (POE). Dans le système de renforcement PP-POE-talc, la résistance aux chocs atteint 300 J/m pour une teneur en POE de 10 %. Avec une teneur en POE comprise entre 15 % et 25 %, la résistance aux chocs atteint 550 J/m, ce qui répond aux exigences du pare-chocs.

L'ajout de talc réduit la résistance aux chocs du matériau, mais augmente considérablement sa résistance à la traction, son module d'élasticité en traction et sa température de déformation thermique. Cette technique de modification convient non seulement aux plastiques courants, mais aussi aux plastiques techniques aux propriétés spécifiques, et constitue un excellent moyen d'améliorer les propriétés des matériaux.

Comme nous le savons, le polytétrafluoro (PTFE) possède une forte résistance à la corrosion acide et alcaline, une résistance au frottement et à la fissuration sous contrainte environnementale et d'autres excellentes propriétés, mais son fluage, son instabilité dimensionnelle, son usure, associés à une viscosité à l'état fondu élevée, ne peuvent donc pas être utilisés pour l'extrusion ou le traitement par injection conventionnels.
En ajoutant un polymère à cristaux liquides (LCP), une modification du graphite, comme l'ajout de 10 % (fraction massique) d'alliage PTFE-LCP LCP, par rapport au PTFE pur, sa résistance à l'usure est améliorée de près de 100 fois, et le matériau peut être utilisé comme pièces résistantes à l'usure.

De plus, l'ajout de LCP au polyéthylène à ultra-haut poids moléculaire (UHMMPE) et au PEHD peut réduire considérablement la viscosité à l'état fondu, de sorte que le procédé d'EXTRUSION peut être utilisé pour produire des tuyaux en UHMMPE.