Le polypropylène (PP) est un thermoplastique cristallin rigide utilisé dans les objets du quotidien.Il existe différents types de PP disponibles : homopolymère, copolymère, impact, etc. Ses propriétés mécaniques, physiques et chimiques fonctionnent bien dans des applications allant de l'automobile au médical en passant par l'emballage.
Qu’est-ce que le polypropylène ?
Le polypropylène est produit à partir de monomère de propène (ou propylène).C'est une résine hydrocarbonée linéaire.La formule chimique du polypropylène est (C3H6)n.Le PP est l'un des plastiques les moins chers disponibles aujourd'hui et il a la densité la plus faible parmi les plastiques de base.Lors de la polymérisation, le PP peut former trois structures de chaîne de base en fonction de la position des groupes méthyle :
Atactique (app).Disposition irrégulière des groupes méthyle (CH3)
Isotactique (iPP).Groupes méthyle (CH3) disposés d'un côté de la chaîne carbonée
Syndiotactique (sPP).Disposition alternée des groupes méthyle (CH3)
Le PP appartient à la famille des polymères polyoléfines et est l’un des trois polymères les plus utilisés aujourd’hui.Le polypropylène a des applications, à la fois comme plastique et comme fibre, dans l'industrie automobile, les applications industrielles, les biens de consommation et le marché du meuble.
Différents types de polypropylène
Les homopolymères et les copolymères sont les deux principaux types de polypropylène disponibles sur le marché.
Homopolymère de propylèneest la qualité à usage général la plus largement utilisée.Il contient uniquement du monomère de propylène sous forme solide semi-cristalline.Les principales applications comprennent l'emballage, les textiles, les soins de santé, les canalisations, l'automobile et les applications électriques.
Copolymère de polypropylèneest divisé en copolymères statistiques et copolymères séquencés produits par polymérisation du propène et de l'éthane :
1. Le copolymère statistique de propylène est produit en polymérisant ensemble de l'éthène et du propène.Il comporte des unités éthène, généralement jusqu'à 6 % en masse, incorporées de manière aléatoire dans les chaînes de polypropylène.Ces polymères sont flexibles et optiquement transparents, ce qui les rend adaptés aux applications nécessitant de la transparence et aux produits nécessitant un excellent aspect.
2. Le copolymère bloc de propylène contient une teneur en éthène plus élevée (entre 5 et 15 %).Il comporte des unités de co-monomère disposées selon un motif régulier (ou des blocs).Le motif régulier rend le thermoplastique plus résistant et moins cassant que le copolymère aléatoire.Ces polymères conviennent aux applications nécessitant une résistance élevée, telles que les utilisations industrielles.
Un autre type de polypropylène est le copolymère choc.Un homopolymère de propylène contenant une phase copolymère statistique de propylène co-mélangée qui a une teneur en éthylène de 45 à 65 % est appelé copolymère choc PP.Les copolymères d'impact sont principalement utilisés dans les applications d'emballage, d'articles ménagers, de films et de tuyaux, ainsi que dans les segments automobile et électrique.
Homopolymère de polypropylène vs copolymère de polypropylène
Homopolymère de propylènea un rapport résistance/poids élevé et est plus rigide et plus résistant que le copolymère.Ces propriétés combinées à une bonne résistance chimique et une bonne soudabilité en font un matériau de choix dans de nombreuses structures résistantes à la corrosion.
Copolymère de polypropylèneest un peu plus doux mais a une meilleure résistance aux chocs.Il est plus résistant et plus durable que l'homopolymère de propylène.Il a tendance à avoir une meilleure résistance aux fissures sous contrainte et une ténacité à température plus faible que l'homopolymère au détriment d'une légère réduction des autres propriétés.
Applications des homopolymères PP et des copolymères PP
Les applications sont presque identiques en raison de leurs propriétés largement partagées.De ce fait, le choix entre ces deux matériaux se fait souvent sur des critères non techniques.
Conserver au préalable des informations sur les propriétés d’un thermoplastique est toujours bénéfique.Cela aide à sélectionner le thermoplastique approprié pour une application.Il aide également à évaluer si les exigences en matière d'utilisation finale seraient remplies ou non.Voici quelques propriétés et avantages clés du polypropylène :
Point de fusion du polypropylène.Le point de fusion du polypropylène se situe dans une certaine plage.
● Homopolymère : 160-165°C
● Copolymère : 135-159°C
Densité du polypropylène.Le PP est l’un des polymères les plus légers parmi tous les plastiques courants.Cette fonctionnalité en fait une option appropriée pour les applications légères/économisant du poids.
● Homopolymère : 0,904-0,908 g/cm3
● Copolymère aléatoire : 0,904-0,908 g/cm3
● Copolymère choc : 0,898-0,900 g/cm3
Résistance chimique du polypropylène
● Excellente résistance aux acides, alcools et bases dilués et concentrés
● Bonne résistance aux aldéhydes, esters, hydrocarbures aliphatiques et cétones
● Résistance limitée aux hydrocarbures aromatiques et halogénés et aux agents oxydants
Autres valeurs
● Le PP conserve ses propriétés mécaniques et électriques à des températures élevées, dans des conditions humides et lorsqu'il est immergé dans l'eau.C'est un plastique hydrofuge
● Le PP présente une bonne résistance aux contraintes environnementales et à la fissuration
● Il est sensible aux attaques microbiennes (bactéries, moisissures, etc.)
● Il présente une bonne résistance à la stérilisation à la vapeur
Les additifs polymères tels que les clarifiants, les retardateurs de flamme, les fibres de verre, les minéraux, les charges conductrices, les lubrifiants, les pigments et de nombreux autres additifs peuvent encore améliorer les propriétés physiques et/ou mécaniques du PP.Par exemple, le PP a une faible résistance aux UV, c'est pourquoi la stabilisation à la lumière avec des amines encombrées améliore la durée de vie par rapport au polypropylène non modifié.
Inconvénients du polypropylène
Mauvaise résistance aux UV, aux chocs et aux rayures
Fragile en dessous de −20°C
Température de service supérieure basse, 90-120°C
Attaqué par les acides hautement oxydants, gonfle rapidement dans les solvants chlorés et aromatiques
La stabilité au vieillissement thermique est affectée par le contact avec les métaux
Modifications dimensionnelles après moulage dues aux effets de cristallinité
Mauvaise adhérence de la peinture
Applications du polypropylène
Le polypropylène est largement utilisé dans diverses applications en raison de sa bonne résistance chimique et de sa soudabilité.Certaines utilisations courantes du polypropylène comprennent :
Applications d'emballage
De bonnes propriétés barrières, une résistance élevée, une bonne finition de surface et un faible coût rendent le polypropylène idéal pour plusieurs applications d'emballage.
Emballage souple.L'excellente clarté optique des films PP et leur faible transmission de vapeur d'humidité les rendent adaptés à une utilisation dans les emballages alimentaires.D'autres marchés incluent le suremballage sous film rétractable, les films pour l'industrie électronique, les applications dans les arts graphiques et les languettes et fermetures pour couches jetables.Le film PP est disponible sous forme de film coulé ou de PP bi-orienté (BOPP).
Emballage rigide.Le PP est moulé par soufflage pour produire des caisses, des bouteilles et des pots.Les récipients en PP à paroi mince sont couramment utilisés pour l'emballage alimentaire.
Biens de consommation.Le polypropylène est utilisé dans plusieurs produits ménagers et biens de consommation, notamment les pièces translucides, les articles ménagers, les meubles, les appareils électroménagers, les bagages et les jouets.
Applications automobiles.En raison de son faible coût, de ses propriétés mécaniques exceptionnelles et de sa moulabilité, le polypropylène est largement utilisé dans les pièces automobiles.Les principales applications comprennent les boîtiers et plateaux de batterie, les pare-chocs, les doublures d'ailes, les garnitures intérieures, les panneaux d'instruments et les garnitures de portes.Parmi les autres caractéristiques clés des applications automobiles du PP figurent un faible coefficient de dilatation thermique linéaire et une densité spécifique, une résistance chimique élevée et une bonne résistance aux intempéries, une bonne aptitude au traitement et un bon équilibre impact/rigidité.
Fibres et tissus.Un grand volume de PP est utilisé dans le segment de marché appelé fibres et tissus.La fibre PP est utilisée dans une multitude d'applications, notamment le raphia/film fendu, le ruban adhésif, le cerclage, le filament continu en vrac, les fibres discontinues, le filé-lié et le filament continu.La corde et la ficelle en PP sont très solides et résistantes à l'humidité, très adaptées aux applications marines.
Applications médicales.Le polypropylène est utilisé dans diverses applications médicales en raison de sa haute résistance chimique et bactérienne.De plus, le PP de qualité médicale présente une bonne résistance à la stérilisation à la vapeur.
Les seringues jetables constituent l’application médicale la plus courante du polypropylène.D'autres applications incluent les flacons médicaux, les dispositifs de diagnostic, les boîtes de Pétri, les flacons intraveineux, les flacons d'échantillons, les plateaux alimentaires, les casseroles et les piluliers.
Applications industrielles.Les feuilles de polypropylène sont largement utilisées dans le secteur industriel pour produire des réservoirs d'acides et de produits chimiques, des feuilles, des tuyaux, des emballages de transport consignés (RTP) et d'autres produits en raison de leurs propriétés telles que la résistance élevée à la traction, la résistance aux températures élevées et la résistance à la corrosion.
Le PP est 100% recyclable.Les boîtiers de batterie d'automobile, les feux de signalisation, les câbles de batterie, les balais, les brosses et les grattoirs à glace sont quelques exemples de produits pouvant être fabriqués à partir de polypropylène recyclé (rPP).
Le processus de recyclage du PP comprend principalement la fusion des déchets plastiques à 250°C pour les éliminer des contaminants, suivie de l'élimination des molécules résiduelles sous vide et d'une solidification à près de 140°C.Ce PP recyclé peut être mélangé avec du PP vierge à raison de 50 % maximum.Le principal défi du recyclage du PP est lié à sa quantité consommée : actuellement, près de 1 % des bouteilles en PP sont recyclées, contre un taux de recyclage de 98 % pour les bouteilles en PET et HDPE réunies.
L'utilisation du PP est considérée comme sûre car elle n'a pas d'effet notable du point de vue de la santé et de la sécurité au travail, en termes de toxicité chimique.Pour en savoir plus sur PP, consultez notre guide, qui comprend des informations sur le traitement et bien plus encore.
Heure de publication : 03 juillet 2023