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Qu’est-ce que le polychlorure de vinyle (PVC)?

Le PVC est du chlorure de polyvinyle. C’est un plastique qui a la formule chimique suivante: CH2 = CHCl (voir photo à droite).

Le plastique recouvre un large éventail de produits de polymérisation synthétiques ou semi-synthétiques (c’est-à-dire des molécules « organiques » à base de carbone à longue chaîne) dont le nom fait référence au fait qu’à l’état semi-liquide, ils sont malléables, ou ont la propriété de plasticité.
Le PVC est un matériau thermoplastique.
Les matériaux thermoplastiques sont ceux qui peuvent être fondus encore et encore. Ces matériaux peuvent être chauffés à une certaine température et durciront à nouveau à mesure qu’ils refroidissent.

Après la Première Guerre mondiale, il y a eu un boom des nouvelles formes de plastiques en raison des améliorations dans le secteur de la technologie chimique, notamment le « polystyrène (PS) » et le « chlorure de polyvinyle (PVC) », développés par la société allemande I.G. Farben.

De nos jours, le PVC est couramment utilisé dans le secteur de la construction, par exemple dans les cadres de fenêtres et les volets, le câblage et le revêtement de tuyaux, etc.. Le vinyle est également utilisé dans les disques phonographiques, et c’est pourquoi nous utilisons le terme disques vinyles pour les désigner. Le PVC peut être utilisé pour des tonnes d’autres applications de la vaisselle industrielle et largement utilisé dans le secteur de la santé, aux pièces de rechange automobiles, aux usines de jouets, aux emballages alimentaires, aux raingears, etc. (Ceci est décrit ci-dessous).

Le PVC peut être transparent ou coloré, rigide ou flexible, en fonction des composés ajoutés et de l’application finale à réaliser; Par exemple, il existe différentes qualités de PVC telles que film coast ou blow, high impact, grade de fil et de câble, thermoformage, moulage par injection, moulage par rotation, etc.

Comment est-il produit

Les matières premières de base du PVC sont dérivées du sel et de l’huile.
Le chlore est fabriqué par électrolyse du chlorure de sodium, du sel.
C’est pourquoi les premières usines de fabrication de PVC ont été situées à proximité de sources naturelles de sel.

L’électrolyse de l’eau salée produit du chlore. Le chlore est ensuite associé à de l’éthylène obtenu à partir d’huile. L’élément résultant est le dichlorure d’éthylène, qui est converti à très haute température en chlorure de vinyle monomère. Ces molécules de monomères sont polymérisées pour former une résine de chlorure de polyvinyle.

Par exemple, le PVC rigide comme celui utilisé dans les cadres de fenêtres est normalement du PVCU (« non plastifié »). D’autre part, le PVC flexible est obtenu en ajoutant des plastifiants tels que des phtalates.

De plus, le poly-chloroéthène pur est instable lorsqu’il est exposé à la lumière visible ou aux UV. Afin de modifier cet inconvénient et de le rendre adapté à différentes applications, des antioxydants sont ajoutés. Certains autres additifs comprennent:

Caractéristiques du chlorure de polyvinyle Ce sont quelques-unes des propriétés qui rendent le PVC approprié pour plusieurs applications:

– Ténacité, résistance.
– Facilité de mélange, facilité de traitement
– Propriétés ignifuges et anti-incendie
Par exemple, le PVC est difficile à enflammer et, en l’absence d’une flamme externe puissante, ne continuera pas à brûler. Cela est dû à son composé de chlore. Cela en fait un matériau de construction et de câble idéal.

– Il est compatible avec d’autres additifs pouvant fournir du PVC transparent ou coloré, rigide ou flexible, etc..
– Excellentes propriétés d’isolation électrique. Cela le rend idéal pour être utilisé dans les câbles.
– Résistance aux chocs et résistance aux intempéries (p. ex. il ne se corrode pas et est très durable), approprié pour être utilisé comme matériau de construction
– Résistance à la graisse, à l’huile et aux produits chimiques
– Le PVC est chimiquement stable et ne se dé-polymérise pas
– Densité: 1,32-1,42 g / cc

Impact environnemental et aspects de santé et de sécurité au travail du PVC

Fabrication du PVC
Les plastiques de fabrication créent souvent de grandes quantités de polluants chimiques toxiques tels que la dioxine, l’acide chlorhydrique et le chlorure de vinyle.
Cela pose de graves risques pour la santé humaine pendant le cycle de vie du PVC. Ces toxines peuvent produire des maladies graves comme le cancer, le diabète, des dommages neurologiques, des malformations reproductives et congénitales.

La dioxine est un des polluants organiques persistants (POP), ce sont des substances chimiques qui persistent dans l’environnement, s’accumulent dans la chaîne alimentaire et présentent un risque d’avoir des effets néfastes sur la santé humaine et l’environnement.

De plus, le monomère chloro-éthénique est également un cancérogène libéré lors de la fabrication du PVC. Ce monomère non réagi peut également être présent dans le PVC final et libéré au cours de son cycle de vie.

Les plastifiants ajoutés pour rendre le PVC flexible peuvent s’échapper (ex. phtalates de groupe) qui sont également toxiques.

Élimination
Le plastique était presque trop bon, car il était durable et se dégradait très lentement. D’autre part, ces mêmes propriétés font du plastique un matériau dangereux. En raison de la quantité et des différents additifs ajoutés au PVC (le produit en PVC peut contenir jusqu’à 60% d’additifs) et également en raison de sa teneur en chlore, l’élimination finale ou le recyclage du PVC est une question à examiner de près.

Les options d’élimination sont le recyclage, la mise en décharge ou l’incinération:

– Recyclage
Les thermoplastiques peuvent être refondus et réutilisés, bien que la pureté du matériau ait tendance à se dégrader à chaque cycle de réutilisation. De plus, la séparation des différents additifs et composés formant le plastique rend le recyclage difficile.
Le plus gros problème du recyclage des plastiques est qu’il est difficile d’automatiser le tri des déchets plastiques et qu’il nécessite donc beaucoup de main-d’œuvre (ex. un mobile peut avoir de nombreuses pièces de rechange différentes faites de différentes matières plastiques).
Ainsi, la valeur du matériau étant faible, le recyclage des plastiques n’est pas rentable.
Des produits tels que les automobiles sont maintenant conçus pour faciliter le recyclage de leurs grandes pièces en plastique.
La norme internationale pour définir les allégations environnementales sur les produits ou les emballages se trouve dans la norme ISO 14021: Labels et Déclarations Environnementaux – Allégations environnementales auto-déclarées.
Par exemple, un récipient en plastique recyclable utilisant ce schéma est marqué d’un triangle avec trois flèches à l’intérieur de celui-ci (voir photo de gauche), qui entourent un nombre donnant le type de plastique comme suit:

1. PETE ou PET (c’est-à-dire téréptalate de polyéthylène: matériau thermoplastique utilisé dans les boissons gazeuses en plastique et les contenants rigides)
2. PEHD (c’est-à-dire polyéthylène haute densité: le plastique couramment utilisé pour fabriquer des cruches à lait et à eau et des bases de bouteilles de soda de deux litres)
3. PVC (chlorure de polyvinyle)
4. LDPE (c’est-à-dire polyéthylène basse densité: le plastique utilisé dans les enveloppements en cellophane, les doublures de couches et certaines bouteilles à presser)
5. PP (c’est-à-dire une résine thermoplastique légère utilisée dans l’emballage, le revêtement, les tuyaux et les tubes)
6. PS (polystyrène)
7. Autres
– Incinération
L’incinération du PVC provoque la libération de dioxines et d’autres produits chimiques toxiques.
– Décharge
La décharge de PVC a d’autres impacts environnementaux et sociaux. Cela est dû à la non biodégradabilité du PVC qui reste en place indéfiniment; en outre, il faut faire attention au fait que le PVC peut lessiver les produits chimiques toxiques et contaminer le sol et l’eau.
Il existe des plastiques « biodégradables » qui se décomposent avec l’exposition au soleil, mais cela n’entraîne toujours pas une dégradation complète du plastique. De plus, certains chercheurs ont des bactéries génétiquement modifiées qui synthétisent un plastique complètement biodégradable.

Applications commerciales

Matériau de construction
En raison des propriétés du PVC, telles que décrites ci-dessus, environ 50% du PVC (ou du vinyle) fabriqué est utilisé dans la construction en remplacement d’autres matériaux tels que le bois ou le verre. Bon marché, résistant, bonne résistance aux intempéries, ect.
Le PVC est solide, léger, durable et polyvalent. Ces caractéristiques le rendent idéal pour les profils de fenêtres. Les propriétés ignifuges inhérentes au PVC et ses excellentes propriétés d’isolation électrique le rendent idéal pour les applications de câblage.

Il peut être utilisé pour les revêtements de sol, les cadres de fenêtres et de portes et les volets, les conduites d’eau et d’évacuation, les applications électriques telles que les matériaux d’isolation de câbles et de fils, les systèmes de vitrage architectural, le papier peint, etc.
Dispositifs médicaux

Le PVC a été largement utilisé pour la chirurgie, les produits pharmaceutiques, l’administration de médicaments et l’emballage médical. Certains produits comprennent des sacs de sang, des contenants médicaux, des sacs à liquides, des tubes, des ensembles de dérivation cardiaque et pulmonaire, des masques, des gants, des bouteilles et des bocaux, des systèmes de drainage, des conduits, etc.

Les raisons de son utilisation dans le secteur médical sont sa sécurité et sa stabilité chimique et sa biocompatibilité, sa résistance chimique et son faible coût. De plus, il est utilisable à l’intérieur du corps et facile à stériliser.

Automobile
Des exemples typiques de composants automobiles en PVC comprennent: moulures, panneaux et poches de portes intérieures, revêtements de sièges, pare-soleil, joints, revêtement de sol, câblage, moulures latérales extérieures et bandes de protection, protection contre les dommages causés par la pierre, etc. Freins
Autres applications

Le PVC peut être utilisé pour la fabrication de jouets, d’emballages, d’équipements électriques et électroniques, d’articles ménagers, de revêtements, de pièces en plastique pour véhicules automobiles, de fournitures de bureau, d’isolants et de rubans adhésifs , de meubles, etc.

Pour les consommateurs de semelles de chaussures, de jouets pour enfants, de sacs à main, de bagages, de revêtements de sièges, etc.
Secteurs industriels pour bandes transporteuses, rouleaux d’impression.
Équipements électriques et électroniques tels que circuits imprimés, câbles, boîtiers électriques, boîtiers d’ordinateur.

Notes sur le matériel

Plus d’informations sur le éléments du tableau périodique

Autres matériaux:
Acier inoxydable Monel

Polypropylène téflon

Verre