Soutenance mémoire
L’abondance des sachets plastiques rejetés dans la nature constitue une mauvaise image et une détérioration environnementale. Comme la durée de vie de ces matériaux peut prendre plusieurs centaines d’années, la pollution générée reste conséquente. D’autant plus, que plusieurs industries, dans leur activité primaire comme l’emballage primaire de biscuits, la mise en sachets d’emballage des produits pharmaceutiques,…créent des déchets qui sont habituellement jetés dans les décharges publiques. La société JB, soucieuse de la qualité en général, et de l’environnement en particulier, nous a proposé le thème : « Contribution à la valorisation des déchets d’emballage primaire ». Les objectifs principaux sont de réduire la pollution occasionnée par le rejet des sachets plastiques dans la nature, de donner une valeur aux déchets pour qu’ils soient considérés comme des ressources et de proposer les compositions du mélange pour la production des autobloquants plastiques.
LES POLYMERES
Historique et définitions
Historique
Le mot polymère vient du grec « polus » plusieurs, et « meros » partie. Les polymères appartiennent à une science qui a pris son essor dans les années 40, car pendant la guerre, il est apparu nécessaire de fabriquer certains matériaux qui manquaient à cette époque. Les chimistes allemands appelaient cette chimie « la chimie des saletés ». En 1925, Staudinger déclare que les colloïdes (molécules visqueuses, ne cristallisant pas et ayant des températures de fusion mal définies) sont une association de plus de 100 000 atomes de carbones reliés entre eux par des liaisons covalentes. A l’époque, c’est une hérésie (Théorie de la chimie moléculaire). Dans le début des années 1950, Carothers et Flory admettent et montrent que des édifices covalents de masse molaire supérieure à 100 000 existent. C’est le fondement de la théorie des polymères.
Définitions
Un monomère est une molécule composée principalement de carbone et d’hydrogène. Une macromolécule est une molécule de masse moléculaire élevée, généralement constituée par la répétition d’atomes ou de groupes d’atomes, appelés unités constitutives et dérivant, de fait ou conceptuellement. Elles sont obtenues par le groupement d’un grand nombre de petites molécules dites monomères, sous l’action de l’un des phénomènes connus sous le nom de polymérisation, copolymérisation, polyaddition et polycondensation Un polymère est une macromolécule formée de l’enchaînement covalent d’un très grand nombre d’unités de répétition qui dérivent d’un ou de plusieurs monomères (qui sont également appelés motifs) et préparée à partir de molécules appelées monomère. Les polymères peuvent être d’origine naturelle ou d’origine synthétique.
Types des polymères
Les polymères peuvent présenter des architectures extrêmement variables. Ils peuvent être linéaires, ramifiés ou réticulés. Le plus souvent, ils sont amorphes, parfois ils peuvent être, partiellement, cristallisés.
Homopolymères
Les homopolymères sont des polymères qui ne possèdent qu’une seule unité. Parmi les différents types d’homopolymères, nous trouvons :
– les homopolymères linéaires : les monomères sont joints bout à bout en chaînes simples. Les liaisons entre ces monomères se réalisent dans une seule direction et ils sont reliés entre eux par des liaisons covalentes. Il s’agit donc de macromolécules filiformes, que l’on qualifie de linéaires. Ces macromolécules sont liées entre elles par des liaisons secondaires qui assurent la stabilité du polymère. Ces liaisons secondaires sont des liaisons ou ponts hydrogène ou des liaisons de Van der Waals. Lorsque ces liaisons existent, le matériau devient rigide et présente un comportement de solide. Si la température s’élève, l’agitation moléculaire qui en résulte va rompre progressivement ces liaisons secondaires. Le matériau va pouvoir s’écouler sous son propre poids : il présente alors le comportement d’un liquide visqueux. La température à laquelle se produit cette évolution s’appelle la température de transition vitreuse. La transition vitreuse correspond à l’apparition de mouvements de longs segments de chaîne et marque le passage de l’état vitreux à l’état caoutchouteux.
– les homopolymères branchés : il y a des chaînes latérales qui sont raccordées aux chaînes principales. Un polymère linéaire qui, dans certains cas, présente des « accidents » de polymérisation conduisant à des branchements, est qualifié de ramifié. Des chaînes homopolymériques ou copolymériques peuvent se greffer sur d’autres chaînes au cours de la polymérisation. Au-dessus de la température de transition vitreuse, ces matériaux présenteront comportement visqueux plus marqué que les polymères linéaires.
Les homopolymères étoilés : Certaines molécules peuvent se lier entre elles, elles se nomment alors réticulées. Il s’agit d’un pontage entre les chaînes avec des liaisons covalentes, sont obtenus avec des monomères trifonctionnels. La réticulation correspond à la formation de liaisons chimiques suivant les différentes directions de l’espace au cours d’une polymérisation, d’une polycondensation ou d’une polyaddition, et qui conduit à la formation d’un réseau tridimensionnel.
Le plus souvent, ces liaisons sont tridimensionnelles, c’est-à-dire qu’elles se développent dans les trois directions de l’espace, donnant une structure en volume (parfois bidimensionnelles, ne se développant que dans un plan). Il arrive que la totalité de la masse, une pièce entière par exemple, ne forme qu’une seule macromolécule.
Structure mixte
Les chaînes macromoléculaires peuvent être organisées de façon aléatoire dans l’espace et constituer ainsi une phase amorphe. La phase amorphe est, en théorie équivalente à un liquide « figé », sans ordre moléculaire à grande distance et qualifie un état dans lequel la matière ne présente pas d’arrangement intermoléculaire ou interatomique à longue distance. Il existe néanmoins des orientations macromoléculaires préférentielles. Elles peuvent être rangées régulièrement avec la constitution d’un ordre responsable d’une propriété caractéristique de l’état cristallin : l’aptitude du matériau à diffracter les rayons X selon des angles définis. Ces structures peuvent aussi être objectivables en lumière polarisée. Dans un polymère, les deux états ordonnés et désordonnés peuvent exister dans un même matériau qui est alors de nature semi-cristalline: présente un comportement qui présente a la fois une fusion cristalline et une transition vitreuse A l’état fondu, les chaines macromoléculaires s’organisent sous forme de pelotes statistiques enchevêtrées. Lors de la cristallinisation, la croissance des germes s’effectue donc à partir de chaines repliées sur elles mêmes et emmêlées les unes avec les autres. On retrouve donc dans un cristal macromoléculaire a la fois différents segments alignés appartenant à la même chaine, ainsi que des segments appartenant à différentes chaines. Il existe deux nouveaux supplémentaires d’organisation des polymères semi-cristallin en plus de l’organisation locale : longue période 100Å et sphérolitesquelques µm ou quelques 10 µm .
Les propriétés de semi-cristallins dependent de :
-la morphologie des cristaux (lamelles/fibrilles)
-la taille des constituants
-la proportion de chaque phase
-la texture (orientation)
-taille des cristaux, densite d’enchevetrements .
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Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : ETUDETHEORIQUE
Chapitre I : Les polymères
Chapitre II : Généralités sur les emballages primaires
Chapitre III : Quelques notions des autobloquants
CONCLUSION PARTIELLE
DEUXIEME PARTIE : ETUDE EXPERIMENTALE
Chapitre IV : Quelques données sur les analyses du mélange
Chapitre V : Fabrication des matériaux
Chapitre VI : Résultats des essais et interprétations
CONCLUSION PARTIELLE
TROISIEME PARTIE : ETUDE D’EXPLOITATION
Chapitre VII : Conception d’une presse à pré-fusion
Chapitre VIII : Etude économique et comparative
Chapitre IX : Approche environnementale
CONCLUSION PARTIELLE
CONCLUSION GENERALE
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES
