Quelles sont les propriétés physiques et résistances chimiques des matières plastiques ?

Quelles sont les propriétés physiques et résistances chimiques des matières plastiques ?

Le plastique est composé de carbone (C), d'hydrogène (H), d'oxygène (O), d'azote (N), de soufre (S) et de silicium (Si). Il est considéré comme une matière organique faite de macromolécules (très grosse molécules) et peut se former soit de manière naturelle (polymère naturel, ex: le caoutchouc), soit de manière artificielle (polymère synthétique, ex: le polystyrène) à partir de pétrole, de gaz naturel, de charbon et d'autres matières minérales.

Qu’est-ce qu'une matière plastique ?

Le plastique est composé de carbone (C), d’hydrogène (H), d’oxygène (O), d’azote (N), de soufre (S) et de silicium (Si). Il est considéré comme une matière organique faite de macromolécules (très grosse molécules) et peut se former soit de manière naturelle (polymère naturel, ex : le caoutchouc), soit de manière artificielle (polymère synthétique, ex : le polystyrène) à partir de pétrole, de gaz naturel, de charbon et d’autres matières minérales.

Quelles sont les propriétés physiques et résistances chimiques des matières plastiques

Matière plastique = polymère brut (résine de base) + charges (substance solide, non miscible) + plastifiant + additifs.

Les plastiques peuvent se présenter sous de nombreuses formes : pièces moulées par injections, tubes, films, fibres, tissus, mastics… Nous retrouvons aujourd’hui les polymères partout dans les objets de la vie courante, ainsi que dans le domaine industriel. Leurs propriétés est  de plus de plus combinables grâce à des transformations chimiques (ex : la résistance aux chocs combinée à la transparence d’une matière plastique) en font un atout majeur dans le domaine des laboratoires. Dans ce cas précis, le matériel utilisé est soumis à rude épreuve et doit donc s’adapter aux traitements effectués par les laborantins.  Par exemple, on peut désormais ajouter des produits chimiques à hautes températures dans un bécher en polyméthylpentène (polymère très transparent, pouvant résister des températures allant jusqu’à 170°C …)

Qu’est-ce qu’un polymère et comment le fabrique-t-on ?

Un polymère est une matière plastique à l’état brut, il ne deviendra « un plastique » qu’après façonnage ou moulage.

Nous avons vu précédemment qu’il existait deux grandes catégories de polymères, les naturels et les artificiels. Voyons maintenant comment sont fabriqués les polymères synthétiques.

Le procédé de fabrication de ceux-ci est appelé « la polymérisation » et est différent selon le polymère et le résultat souhaité.

Il existe 2 grandes voies de polymérisation :

La polycondensation (ou polymérisation par étapes) est une réaction chimique consistant à obtenir un polymère par addition de monomères (substances organiques utilisé pour la polymérisation) avec formation d’eau.

Exemples de polymères obtenus par polycondensation : le polyéthylène, le polypropylène.

La polyaddition (ou polymérisation en chaine) est une réaction chimique consistant à obtenir un polymère par addition de monomères sans formation d’eau.

Exemples de polymères obtenus par polyaddition : le polyéthylène téréphtalate, le polyméthylméthacrylate.

 

Comment choisir son matériel de laboratoire en plastique en fonction des propriétés et de la résistance chimique ?

Voici quelques polymères artificiels, découvrez sous quelle forme ils peuvent être utilisés dans les laboratoires (liste non exhaustive).

Le polypropylène (symbole : PP)

becher polypropylene PP
  • Polymère rigide translucide
  • Plage de températures -20 à +135°C
  • Autoclavable à 121°C
  • Résistance chimique bonne à excellente
  • Bonne résistance et stabilité dans le temps
  • Peut servir à fabriquer des béchers ou des fioles

 

Le polyéthylène basse densité (symbole : LDPE)

pissette laboratoire PEBD LDPE
  • Polymère souple translucide
  • Plage de températures étroite de -50 à +80°C
  • Non autoclavable à 121°C
  • Résistance chimique bonne à excellente
  • Robuste et quasi incassable
  • Peut servir à fabriquer des pissettes ou des flacons

 

Le polyéthylène haute densité (symbole : HDPE)

 

flacon laboratoire hdpe pehd

 

  • Polymère rigide translucide
  • Plage de températures étendue de -100 à +120°C
  • Non autoclavable à 121°C
  • Résistance chimique bonne à excellente
  • Résistance à la traction élévée ce qui le rend très robuste
  • Peut servir à fabriquer des flacons  ou des bidons pour les entreposer

 

Le polycarbonate (symbole PC)

lunettes de sécurité en polycarbonate PC
  • Polymère rigide transparent
  • Plage de températures étendue de -135 à +135°C
  • Autoclavable à 121°C
  • Résistance chimique modérée
  • Résistance aux chocs élevée
  • Peut servir à fabriquer des dessiccateurs ou plus couramment des lunettes de sécurité

 

Le polyméthylpentène (symbole : PMP ou TPX®)

eprouvette et fiole en PMP
  • Polymère rigide transparent
  • Plage de températures étendue de -180 à +145°C
  • Autoclavable à 121°C
  • Résistance chimique bonne à excellente
  • Faible masse volumique et transparence élevée
  • Peut servir à fabriquer des éprouvettes ou des fioles

Le polytétrafluoroéthylène (symbole : PTFE)

 

brreau d'agitation en ptfe

 

  • Polymère rigide opaque
  • Plage de températures très étendue de -200 à +260°C
  • Autoclavable à 121°C
  • Résistance inégalée à la plupart des produits chimiques
  • Coefficient de friction extrêmement bas
  • Peut servir à fabriquer des barreaux aimantés ou des bouchons à vis

 

Le perfluoroalkoxy (symbole : PFA ou Teflon-PFA®)

 

flacon de laboratoire en PFA

 

  • Polymère rigide opaque
  • Propriétés similaires au PTFE (voir ci-dessus), la seule différence est que à l’état fondu, le PFA peut être utilisé pour des injections et des moulages conventionnels
  • Peut servir à fabriquer des flacons

Le polyméthylméthacrylate (symbole : PMMA)

 

cuve spectrophotométrique en PMMA

 

  • Polymère rigide transparent
  • Plage de températures étroite de -60 à +50°C
  • Pas autoclavable à 121°C
  • Résistance chimique modérée
  • Très résistant et clarté élevée
  • Peut servir à fabriquer des cuves sprectrophotométriques

 

Le polystyrène (symbole PS)

 

boite de petri en polystyrène PS

 

  • Polymère rigide transparent
  • Plage de températures étroite de -40 à +90°C
  • Pas autoclavable à 121°C
  • Résistance chimique modérée
  • Fragile mais excellente transparence
  • Peut servir à fabriquer des capsules de pesée ou plus couramment différentes boîtes comme par exemple des boîtes à pétri à usage unique

 

Le polychlorure de vynile (symbole : PVC)

 

porte-pipette en PVC

 

  • Polymère rigide
  • Plage de températures étroite de -25 à +70°C
  • Pas autoclavable à 121°C
  • Résistance chimique modérée
  • Rigide ou flexible, coloré ou non
  • Peut servir à fabriquer des portes-pipettes ou des bacs

 

Tableau des propriétés physiques et de la résistance chimique des plastiques utilisés en laboratoire

Maintenant que les présentations sont faites, découvrons à présent, à travers le tableau ci-dessous,  les propriétés physiques et la résistance chimique de chaque matière plastique énoncée précédemment.

Tableau des propriétés physiques et de la résistance chimique des plastiques utilisés en laboratoire

 

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