L'humanité a utilisé des matériaux polymères naturels tels que le bois, le cuir et la laine depuis le début de l'histoire, mais des matériaux synthétiquespolymèresn'est devenu possible qu'après le développement de la technologie du caoutchouc dans les années 1800.Le premier matériau polymère synthétique, le celluloïd, a été inventé par John Wesley Hyatt en 1869, à partir de nitrate de cellulose et de camphre.L'invention de la bakélite par Leo Hendrik Baekeland en 1907 a constitué une avancée majeure dans le domaine des polymères synthétiques. Les travaux d'Hermann Staudinger dans les années 1920 ont clairement démontré la nature macromoléculaire des longues chaînes d'unités répétitives.1 Le mot « polymère » vient du grec et signifie « de nombreuses les pièces'.La croissance rapide de l'industrie des polymères a commencé peu avant la Seconde Guerre mondiale, avec le développement des polymères acryliques, du polystyrène, du nylon, des polyuréthanes et l'introduction ultérieure du polyéthylène, du polyéthylène téréphtalate, du polypropylène et d'autres polymères dans les années 1940 et 1950.Alors qu’environ 1 million de tonnes seulement étaient produites en 1945, la production de plastique a dépassé en volume celle de l’acier en 1981, et l’écart n’a cessé de se creuser depuis.
Les thermoplastiques sont généralement traités à l’état fondu.Les polymères fondus ont des valeurs de viscosité très élevées et présentent un comportement fluidifiant par cisaillement.À mesure que le taux de cisaillement augmente, la viscosité diminue, en raison des alignements et des démêlages des longues chaînes moléculaires.La viscosité diminue également avec l'augmentation de la température.En plus de leur comportement visqueux, les polymères fondus présentent une élasticité.L’élasticité est responsable d’un certain nombre de phénomènes rhéologiques inhabituels.1,5 – 7 Ceux-ci incluent la relaxation des contraintes et les différences de contraintes normales.La relaxation lente des contraintes est responsable du gel des contraintes dans les produits moulés par injection et extrudés.Les différences de contraintes normales sont responsables de certaines instabilités d'écoulement pendant le traitement ainsi que du gonflement de l'extrudat, c'est-à-dire l'augmentation significative de la surface de la section transversale lorsqu'un matériau fondu est extrudé hors d'une filière.
Les opérations de transformation des polymères les plus importantes sont l’extrusion et le moulage par injection.L'extrusion nécessite beaucoup de matériaux et le moulage par injection demande beaucoup de main d'œuvre.Ces deux processus impliquent la séquence d'étapes suivante : (a) chauffer et faire fondre le polymère, (b) pomper le polymère vers l'unité de mise en forme, (c) donner à la masse fondue la forme et les dimensions requises et (d) refroidir et solidifier. .D'autres méthodes de traitement comprennent le calandrage, le moulage par soufflage, le thermoformage, le moulage par compression et le moulage par rotation.Il existe plus de 30 000 qualités de polymères traités par ces méthodes.L'adéquation d'un matériau à un processus particulier est généralement décidée sur la base de l'indice d'écoulement en fusion (MFI, également appelé taux d'écoulement en fusion ou MFR).Il s'agit d'une mesure inverse de la viscosité basée sur un test assez grossier impliquant l'extrusion d'un polymère à travers une filière de dimensions standards sous l'action d'un poids prescrit.8 Le MFI est le nombre de grammes de polymère collecté à partir de l'appareil d'essai en 10 min.Des valeurs MFI faibles signifient une viscosité et un poids moléculaire élevés, tandis que des valeurs MFI élevées indiquent le contraire.Voici la plage MFI habituelle pour certains procédés : extrusion 0,01 – 10, moulage par injection 1 – 100, soufflage 0,01 – 1, rotomoulage 1,5 – 20.
Heure de publication : 14 janvier 2018