Plastiques et compoundage du PVC
Les compoundeurs de PVC, les calandreurs, les utilisateurs de plastisols et les fabricants de mélanges-maîtres associent résine, plastifiants et cires pour régler la souplesse et la mise en œuvre. Le plastifiant détermine également la situation réglementaire du produit fini.
Exigences de l'application
La résine PVC suspension est classée de SG1 à SG8 selon la valeur K : les numéros SG les plus bas correspondent à une masse moléculaire plus élevée et conviennent aux films souples, aux câbles et aux produits souples, le SG5 est le grade d'usage général pour les tubes, profilés et gaines, et les SG7 et SG8 conviennent aux bouteilles, au moulage par injection rigide, aux plaques et aux panneaux en mousse. La résine pâte, obtenue par polymérisation en émulsion ou en microsuspension, se disperse dans le plastifiant pour former un plastisol destiné au similicuir enduit, aux revêtements de sol, au papier peint, aux gants trempés, au rotomoulage et aux mastics automobiles. Parmi les plastifiants, le DINP est un phtalate d'usage général largement utilisé pour les revêtements de sol, les câbles, les films et les tissus enduits, le DOTP est le remplaçant non phtalate du DOP, le DPHP offre une faible volatilité et de bonnes propriétés électriques, le DOA apporte la souplesse à basse température jusqu'à environ moins 40 °C, et les trois groupes esters du TOTM en font le choix pour les câbles conçus pour une haute température en continu. Les cires de polyéthylène et Fischer-Tropsch agissent comme lubrifiants externes et agents de démoulage, et la cire de polyéthylène oxydée apporte la polarité nécessaire au mouillage des pigments et des charges dans les mélanges-maîtres et les compounds fortement chargés.
Points de contrôle de la spécification
Pour la résine suspension, convenez de la valeur K, de la masse volumique apparente, des matières volatiles, de l'absorption de plastifiant, de la granulométrie et du nombre de particules de gel ; pour la résine pâte, de la viscosité de pâte à un taux de plastifiant donné et de la granulométrie. Les plastifiants sont spécifiés par la teneur en esters, l'indice d'acide, la couleur sur l'échelle Pt-Co, l'eau, la densité relative et la volatilité, la résistivité volumique étant ajoutée pour les compounds pour câbles. Les cires sont spécifiées par le point de goutte ou de fusion, la viscosité à l'état fondu, la masse volumique et, pour les grades oxydés, l'indice d'acide, qui pour la cire de polyéthylène oxydée de cette gamme est typiquement d'environ 15 à 30 mg KOH/g.
Choix du grade
Les formulations de tubes et profilés rigides partent généralement d'une résine SG5 avec un ensemble équilibré de lubrifiants à base de cires. Les compounds pour câbles souples associent la résine au DINP, au DOTP ou au DPHP, ou au TOTM pour les classes haute température. Les revêtements de sol et les tissus enduits utilisent du DINP ou du DOTP avec une résine suspension ou pâte, et le DOA est ajouté au mélange lorsque les tuyaux et les films doivent rester souples au froid. Les jouets et articles de puériculture utilisent généralement du DOTP.
Manutention et documentation
Le DOP (DEHP) et le DBP sont classés toxiques pour la reproduction et figurent sur la liste d'autorisation de REACH ; ils font l'objet de restrictions dans de nombreux articles au titre de l'annexe XVII de REACH, et des entrées équivalentes s'appliquent au titre du UK REACH. Le DINP est soumis à restriction dans les jouets et articles de puériculture susceptibles d'être mis en bouche, et la directive RoHS de l'UE limite le DEHP et le DBP dans les équipements électriques et électroniques à 0.1 % en poids de matériau homogène. Vérifiez l'usage final et la destination avant de choisir un phtalate. La résine PVC et les poudres de cire peuvent former des nuages de poussières combustibles ; utilisez donc une aspiration des poussières et mettez à la terre les équipements de convoyage. Conservez la résine au sec et stockez les plastifiants dans des bacs ou des fûts propres et fermés, à l'écart des oxydants forts. Demandez la spécification, la fiche de données de sécurité et un échantillon avant d'homologuer un nouveau grade.
Produits pour Plastiques et compoundage du PVC
Résine de polychlorure de vinyle (qualité suspension)
Poudre blanche de PVC suspension (CAS 9002-86-2) selon la classification chinoise SG, de SG1 (valeur K la plus élevée) à SG8 (la plus faible). Le SG5, grade intermédiaire, couvre la plupart des tubes, profilés et plaques rigides. Produite par de grands fabricants chinois et conditionnée en sacs de 25 kg ou en big bags.
Résine de polychlorure de vinyle pour pâte
Résine PVC pour pâte obtenue par polymérisation en émulsion ou en microsuspension. Elle se disperse dans le plastifiant pour former des plastisols destinés à l'enduction, au trempage et au rotomoulage, et elle est proposée en de nombreux grades de producteurs chinois, conditionnée en sacs de 20 kg.
DOTP - Téréphtalate de dioctyle
Le DOTP (téréphtalate de dioctyle, CAS 6422-86-2) est un plastifiant du PVC à usage général qui n'est pas un ortho-phtalate et constitue le principal substitut du DEHP/DOP. Il offre une faible volatilité, une bonne souplesse à froid et de bonnes propriétés électriques pour les câbles, les films et les revêtements de sol.
Phtalate de diisononyle (DINP)
Le phtalate de diisononyle (DINP, CAS 28553-12-0 / 68515-48-0) est un plastifiant du PVC de haut poids moléculaire. Ses chaînes ramifiées plus longues le rendent moins volatil et plus difficile à extraire que le DEHP. Il est limité à 0.1% dans les jouets et articles de puériculture que les enfants peuvent porter à la bouche.
Phtalate de di(2-propylheptyle) (DPHP)
Le DPHP (CAS 53306-54-0) est un phtalate de haut poids moléculaire obtenu à partir d'un alcool ramifié en C10, choisi pour sa faible volatilité, sa faible migration et sa bonne résistivité électrique dans l'isolation des câbles en PVC. Il se situe hors du groupe des phtalates de bas poids moléculaire qui portent la classification de toxicité pour la reproduction.
Trimellitate de trioctyle (TOTM)
Le trimellitate de trioctyle (TOTM, CAS 3319-31-1) est un plastifiant du PVC à faible volatilité, doté de trois groupes ester et d'un poids moléculaire élevé. Il est utilisé pour les câbles conçus pour un service continu à 105 °C et 125 °C, pour le câblage automobile et pour les tubulures médicales.
Adipate de dioctyle (DOA)
L'adipate de dioctyle (DOA/DEHA, CAS 103-23-1) est un plastifiant aliphatique du PVC. Sa chaîne flexible maintient les compounds souples jusqu'à environ moins 40 °C, ce qui convient au film étirable, aux sacs de congélation ainsi qu'aux câbles et tuyaux pour climats froids.
Phtalate de dioctyle (DOP)
Le phtalate de dioctyle (DOP, ou DEHP ; CAS 117-81-7) a longtemps été le plastifiant de référence à usage général du PVC. Il est classé dans l'UE comme toxique pour la reproduction, catégorie 1B, et inscrit à l'annexe XIV de REACH ; sa fourniture dépend donc d'une autorisation et d'un usage final permis.
Phtalate de dibutyle (DBP)
Le DBP (phtalate de dibutyle, CAS 84-74-2) est un plastifiant ortho-phtalate à gélification rapide, dont la petite molécule solvate fortement le PVC et la nitrocellulose. Classé dans l'UE comme toxique pour la reproduction (catégorie 1B) et inscrit à l'annexe XIV de REACH, il n'est proposé que lorsque l'usage final est autorisé sur le marché de destination.
Cire de polyéthylène (cire PE)
La cire de polyéthylène (CAS 9002-88-4) est un polyéthylène de faible masse molaire dont l'intervalle de fusion se situe vers 100–130 °C. Elle lubrifie les compounds PVC, PE, PP et EVA, abaisse la viscosité à l'état fondu, facilite la dispersion des pigments et, à 1–3%, durcit la cire à bougies.
Cire de polyéthylène oxydée
La cire de polyéthylène oxydée est une cire HDPE de faible masse molaire dotée de groupes carboxyle et hydroxyle par oxydation contrôlée à l'air. Cette polarité lui permet de mouiller les pigments et de disperser les charges tout en lubrifiant, ce qu'une cire PE ordinaire ne sait pas faire.
Cire Fischer-Tropsch (FT)
La cire FT est une paraffine synthétique de haute pureté obtenue à partir de gaz de synthèse, avec une distribution étroite des longueurs de chaîne carbonée, une très faible teneur en huile, un point de fusion élevé et une faible viscosité à l'état fondu. Elle apporte dureté et lubrification au PVC, aux thermofusibles, aux encres, aux revêtements et au bitume.
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