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Classifications des polymères
Les polymères peuvent-être classifiés comme suit :
Selon leurs origines
Les polymères peuvent-être soit d’origine naturelle soit d’origine synthétique.
Polymères naturels : coton, laine, amidon, cellulose. Ce sont des polymères susceptibles d’être utilisés, sans modification après la purification de l’extraction.
Polymères artificiels : caoutchouc, dérivés cellulosiques …Ils sont obtenus à partir des polymères naturels auxquels on fait subir une réaction chimique convenable.
Polymères synthétiques : polyéthylène, polychlorure de vinyle, polystyrène, polyesters, … Ces polymères sont élaborés à partir des monomères.
Selon leurs modes d’élaborations
La polymérisation désigne une réaction chimique par laquelle les monomères réagissent entre elles pour former des polymères. Ainsi, tous les polymères synthétiques sont obtenus en deux façons bien différentes : soit par polyaddition, soit par polycondensation.
Polyaddition
Cette réaction est caractérisée par l’addition des monomères, favorisée par une ouverture de la double liaison d’un composé carbonylé ou par ouverture d’un hétérocycle. En polyaddition, il n’y a pas de pertes d’atomes, et par conséquent le polymère et son monomère ont de même composition centésimale.
Polycondensation
Cette réaction fait intervenir à des monomères polyfonctionnels au cours de laquelle des petites molécules (H2O, HCl, NH3,…) sont formées et souvent éliminées au fur et à mesure de leur apparition dans le milieu, pour déplacer l’équilibre réactionnel vers la formation de la macromolécule. On emploie parfois des catalyseurs, acides ou bases, pour favoriser la réaction.
Selon leurs propriétés
Selon les propriétés physiques et mécaniques, on distingue 3 grandes familles des polymères : les thermoplastiques, les thermodurcissables, les élastomères.
Les thermoplastiques
Les polymères composés de chaînes macromoléculaires linéaires ou avec ramifications sont désignés sous le terme des thermoplastiques. Sous l’effet de la chaleur, ils se fondent et reprennent leur rigidité en se refroidissant. Ils se ramollissent, peuvent se déformer et être mis en forme tant que la température de décomposition n’est pas atteinte. Cette transformation est réversible et peut être réalisée de façon répétée : à nouveau chauffé, le polymère redevient malléable et peut être remis en forme. Ces matériaux sont caractérisés par la présence d’un bain de fusion lorsqu’ils sont chauffés au-dessus d’une certaine température appelée température de ramollissement ??.
La famille de ces polymères la plus utilisée ainsi que leurs caractéristiques sont présentées dans le tableau suivant:
Tableau 2 : Thermoplastiques et leurs propriétés
Remarque :
Les PEBD polyéthylènes à «basse densité» appelés également PE «ramifiés», et les PEHD polyéthylènes à «haute densité» ou «linéaires» sont de la famille de polyéthylène.
Tous thermoplastiques autres que ceux nommés de 1 à 6 sont identifiés par le code : à l’exemple des plastiques à base de polycarbonates, polyamides, polyacryliques,…
La température de transition vitreuse d’un matériau Tg est définie par la température où les matériaux passent de l’état cassant à un état souple.
En-dessous de cette Tg, les molécules ont une faible mobilité relative et une faible capacité de déformation. Mais au-dessus de Tg, les liaisons entre les chaînes des macromolécules sont faibles ou autrement dit, ont une plus grande modification de la capacité de déformation, les polymères deviennent alors souple et capable de se déformer facilement sans rupture.
Les thermodurcissables
Ce sont des macromolécules unies par des liaisons chimiques en structure tridimensionnelle fortement réticulée. A l’inverse des thermoplastiques, les thermodurcissables sont infusibles (ne peuvent être fondus) et la mobilité thermique est réduite. Ils restent durs et de forme relativement stable jusqu’à leur décomposition chimique. Plus la température est élevée, plus les chaînes tridimensionnelles se figent ; les liaisons ou les noeuds se renforcent. L’opération est irréversible et le polymère se rigidifie dès la première transformation jusqu’à sa dégradation si la température continue d’augmenter. Ainsi, les thermodurcissables les plus utilisés sont : les phénoplastes, les aminoplastes, les polyuréthanes, les silicones, les polyépoxydes.
Les élastomères
Ce sont des macromolécules unies par des liaisons chimiques tridimensionnelles faiblement réticulées. En raison de leur structure réticulée, les élastomères ne deviennent fusibles que juste en dessous de la température de décomposition. Ainsi, ils présentent des propriétés de déformation exceptionnelles et réversibles lorsqu’ils sont utilisés entre leur température de transition vitreuse et leur température de décomposition. Ils s’étirent sous l’effet d’une action mécanique et reviennent à leur forme initiale lorsque l’action mécanique cesse.
Les élastomères les plus utilisés sont :
– Les polybutadiènes et leurs copolymères avec le styrène et l’acrylonitrile
– Les polyisobutènes et leurs copolymères avec des diènes appelés caoutchouc butyle
– Les néoprènes ou les chloroprènes
Selon leurs structures
Deux grandes classes de polymères sont différentiées par la microstructure :
Les polymères amorphes
En général, on les reconnait par leurs propriétés transparentes. Au-delà de leur température de transition vitreuse, ces polymères sont à l’état vitreux ; ils deviennent alors rigides et cassants, et peuvent fissurer ou se briser en éclats. Il s’agit des PP, PE, PET,…
Remarque :
Au-dessus de Tg, les chaînes macromoléculaires peuvent être orientées par étirage au cours de la mise en oeuvre, afin de leur spécialiser par des propriétés mécaniques élevées par rapport aux non orientées.
Les polymères semi-cristallins
Ils sont constitués de phases cristallines et de phases amorphes du même polymère. Leur microstructure est souvent complexe et, en conséquence, la description de leurs propriétés aussi. Leurs propriétés mécaniques sont généralement bonnes. Ce sont les cas des: Polyméthacrylate de méthyle (PMMA), polyacryliques, Polystyrène (PS), Polycarbonate, PVC, ABS…
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Table des matières
INTRODUCTION
Partie I : ETUDES BIBLIOGRAPHIQUES
Chapitre I : GENERALITES SUR LES POLYMERES
I. Définitions
I.1 Polymères
I.2 Monomères
I.3 Degré de polymérisation
II. Classifications des polymères
II.1 Selon leurs origines
II.2 Selon leurs modes d’élaborations
II.3 Selon leurs propriétés
II.4 Selon leurs structures
II.5 Selon leurs utilisations
Chapitre II : LES MATIERES PLASTIQUES
I. Définitions
II. Les différentes sortes des adjuvants
II.1 Les charges
II.2 Les plastifiants
II.3 Les stabilisants
II.4 Les lubrifiants
II.5 Les colorants et pigments
II.6 Les ignifugeants
II.7 Les antistatiques
III. Mise en forme des matières plastiques
III.1 Extrusion
III.2 Moulage par injection [10], [11]
III.3 Cast-film
III.4 Soufflage
III.5 Gonflage
III.6 Le moulage par compression
Chapitre III : NOTION SUR LES EMBALLAGES ALIMENTAIRES
I. Rôles
I.1 Protéger
I.2 Transporter
I.3 Informer le consommateur
I.4 Fonctions marketing
II. Classification
II.1 Emballage primaire
II.2 Emballage secondaire
II.3 Emballage tertiaire
III. Les différents matériaux en emballage
III.1 Papier
III.2 Bois
III.3 Verre
III.4 Acier et matériaux métalliques
III.5 Matières plastiques
IV. Les emballages alimentaires en matières plastiques et les valorisations possibles pour leurs déchets
IV.1 Les matières plastiques courantes pour l’emballage
IV.2 La valorisation des emballages plastiques
IV.3 Les préconisations et les critères à prendre en compte pour le recyclage des emballages en matières plastiques
PARTIE II : ETUDES EXPERIMENTALES
Chapitre IV : LES DECHETS EMBALLAGES DE JB
I. Description du procédé de fabrication de biscuit
II. Les machines emballeuses de JB
III. Les sources des déchets films
III.1 L’arrêt fréquent de la machine emballeuse
III.2 Produit fini non conforme à la qualité exigée
III.3 Machine en panne
IV. Les supports emballages plastiques de JB
V. Les déchets emballages de JB en 2015
V.1 Situation générale
V.2 Répartition des déchets emballages de JB
Chapitre V : CARACTERISATION PHYSICO-CHIMIQUE DES MATIERES PREMIERES
I. Les constituants probables
I.1 Encres d’impression
I.2 Colles et adhésifs
I.3 Métallisation
I.4 Résultat et interprétation
II. Détermination de teneur en composé organique et minérale
III. Détermination des polymères
IV. Dosage d’ions métalliques en solution par l’EDTA
IV.1 Détermination de la teneur en oxyde fer
IV.2 Détermination de la teneur en alumine
V. Détermination de l’aluminium dans les déchets films par une attaque d’un hydracide
VI. Conclusion partielle
Chapitre VI : COMPARAISON DES PROPRIETES MECANIQUES DES DECHETS FILMS A CELLES DES POLYPROPYLENES USUELS
I. Description du travail
II. Mise en forme après la fusion directe au feu
II.1 Chauffage
II.2 Mise en forme
II.3 Refroidissement
II.4 Démoulage
II.5 Résultats et interprétation
III. Moulage direct dans un moule à température contrôlée
III.1 Moule à petite section ouverte
III.2 Moule à grande section ouverte
IV. Caractérisation mécaniques des matériaux obtenus
IV.1 Test de résilience
IV.2 Test de résistance à la flexion
IV.3 Test de résistance à la traction
IV.4 Interprétation des résultats et conclusion partielle
PARTIE III : EVALUATION ECONOMIQUE ET APPROCHE ENVIRONNEMENTALE
Chapitre VII : EVALUATION ECONOMIQUE SUR LE PROJET DE RECYCLAGE DES DECHETS FILMS AU SEIN DE LA SOCIETE JB
I. Analyses du processus du projet
I.1 Contexte du projet
I.2 Analyses du processus pour la réalisation du projet
II. Etude de marché
II.1 La demande
II.2 L’offre
II.3 La concurrence
III. Bilan économique du projet
III.1 Les outils nécessaires
III.2 La rentabilité du projet
Chapitre VIII : APPROCHE ENVIRONNEMENTALE DU PROJET
I. Impact sur les déchets emballages plastiques
I.1 Impact sur le sol et l’eau
I.2 Impact sur les faunes et les flores
I.3 Impact sur la vie humaine
I.4 Impact dans l’air
II. Impact sur le chauffage des déchets plastiques
II.1 Le chlorure d’hydrogène HCl
II.2 Le monoxyde de carbone CO
II.3 Le dioxyde de carbone CO2
II.4. Les oléfines : alcanes, alcènes, hydrocarbures cycliques
II.5. Les acides benzoïques
II.6. Le styrène
III. Avantage du projet de recyclage
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
REFERENCES WEBOGRAPHIQUES
ANNEXES
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