Le plastique en conception: utilisation, problèmes et alternatives à envisager

Une nouvelle catégorie de matériau véritablement révolutionnaire combine avec succès les meilleurs attributs du thermoformage et du plastique thermodurcissable. Cela pourrait changer la façon dont nous fabriquons les canards en caoutchouc, les avions géants et tout ce qui se trouve entre les deux. Elle pourrait également avoir un effet considérable sur notre impact sur l'environnement et l'améliorer.

Quels sont les plastiques les plus courants ?

Les polymères, appelés génériquement plastique, utilisés dans le moulage par injection se présentent sous deux formes distinctes. L'une est le thermoformage, qui est une catégorie de matériaux qui sont chauffés à l'état liquide, moulés, puis se solidifient lorsqu'ils refroidissent. L'autre est le thermodurcissable, généralement une résine et un catalyseur qui subissent une réaction chimique irréversible au cours du processus de moulage. Pour en savoir plus sur les deux types de plastiques et leurs utilisations, cliquez ici.

Avantages et inconvénients des plastiques de thermoformage

Les plastiques de thermoformage existent dans la plus grande variété, et la plupart des objets en plastique que l'on trouve dans le monde sont de ce type. Ils peuvent être recyclés mais, en raison de leurs liaisons relativement faibles, ces plastiques se déforment facilement et peuvent se briser sous des charges continues. Ils sont également susceptibles d'être détruits par les solvants et les acides.

Avantages et inconvénients des plastiques thermodurcissables

Les thermodurcissables sont plus chers et les choix sont moins nombreux que pour le thermoformage. Ils ne peuvent pas être recyclés et doivent être formés in situ dans le moule car ils ne peuvent pas être modifiés une fois qu'ils ont pris. Ils sont mécaniquement solides, durables et insolubles, ce qui fait que ce type de plastique est le choix le plus courant pour les applications techniques exigeantes, mais ils ne peuvent pas être facilement soudés ou réparés s'ils sont endommagés.
recyclage

Le grand problème du plastique : les déchets

Environ 300 millions de tonnes de plastique sont produites chaque année, un chiffre qui ne cesse d'augmenter. Sur ce total, moins de 10 % sont recyclés. Le reste est donc jeté dans une décharge ou rejeté par la mer, soit plus de 8 millions de tonnes par an dans le dernier cas.

De nombreuses raisons expliquent ce degré de gaspillage, mais l'une des principales est tout simplement que l'article en plastique est cassé d'une manière ou d'une autre et ne convient plus à son usage - un seau en plastique qui fuit, un pied de chaise en plastique cassé. Les plastiques thermodurcissables et thermoformables sont difficiles à réparer et sont sujets à la dégradation par les UV qui les font craquer. Même le plastique recyclable nécessite des conditions contrôlées et peut produire des fumées nocives. Il n'est donc pas utilisé par les consommateurs, qui ne sont pas non plus en capacité remodeler un objet cassé.

Quelle est l'alternative au plastique ?

Et s'il existait un autre matériau qui soit durable, non poreux, insoluble, non toxique, recyclable à l'infini, abondant et bon marché ? Il existe, et il s'agit du verre. Le verre, ou "silice inorganique", possède de merveilleux attributs, mais comme nous le savons tous, il peut être lourd et fragile. D'ailleurs, le verre ne forme pas une structure cristalline solide, mais serait plutôt apparenté à un liquide qui s'écoule très, très lentement à température ambiante.

Les vitrimères

Ludwik Leibler et son équipe du CNRS de Paris ont réussi à créer une nouvelle classe de matériaux qui combine le meilleur des plastiques thermodurcissables et thermoformables en utilisant une forme de transition semblable au verre appelée vitrimères.

Comme pour les autres types de plastique, la composition exacte peut être modifiée pour produire une structure rigide comme du métal, ou plus souple et plus flexible comme un caoutchouc, stable à température ambiante. Mais sous l'effet de la chaleur, il peut être remoulé, réparé et reformé sans perte de résistance. Le secret réside dans les liaisons chimiques, qui peuvent être réorganisées sans diminuer le nombre total de liaisons transversales en trois dimensions, préservant ainsi la résistance.

Imaginez des objets du quotidien qui n'auront plus besoin être jetés, mais qui pourront être facilement réparés sur place avec un simple pistolet thermique ou un briquet. Des panneaux de voiture fabriqués avec des vitrimères légers qui peuvent être réparés facilement pour faire face à ces petites bosses et rayures que nous connaissons tous si bien. Avec l'impression 3D, le nombre et le type d'applications sont incalculables.

Les vitrimères en sont encore au stade des essais, mais leur existence même relève du miracle, car on pensait auparavant qu'il était impossible de combiner les qualités distinctes du thermoformage et du plastique thermodurcissable.

Comme vous pouvez le constater, nous aimons suivre les progrès fascinants réalisés dans le domaine de la science des matériaux et lorsque de nouvelles - et meilleures - matières premières apparaîtront, nous les utiliserons sans aucun doute. Des produits plus performants et plus respectueux de l'environnement, c'est un progrès pour vous comme pour nous!

Revenez nous voir bientôt pour d'autres reportages sur l'avant-garde de la fabrication et de l'ingénierie, et n'hésitez pas à nous contacter dès aujourd'hui pour obtenir un devis gratuit sur votre prochain projet. 

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