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Procédé de réduction de la fréquence des arrêts de maintenance des lignes de mise en forme de thermoplastiques

IP.com Disclosure Number: IPCOM000032354D
Publication Date: 2004-Nov-02
Document File: 5 page(s) / 43K

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Procédé de réduction de la fréquence des arrêts de maintenance des lignes de mise en forme de thermoplastiques

Les polymères de grande diffusion tels que par exemple le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP) et le polystyrène (PS) sont des produits instables. En effet, ces polymères se dégradent dans certaines conditions comme par exemple s’ils sont soumis à l’action de la température, de contraintes mécaniques, de la lumière et/ou de l’oxygène de l’air atmosphérique. Ces réactions de dégradation peuvent se manifester lors de la production, du stockage, de la transformation des granulés de matière plastique (par extrusion ou par injection) en produit fini et/ou de l’utilisation du produit fini.

A titre d’exemple, les mécanismes de dégradation du PE sont décrits en Figure 1 ci-après. Lors de la transformation du PE par extrusion ou injection-moulage, les contraintes mécaniques exercées par la vis, l’agitation thermique, la présence de traces de catalyseur ou d’impuretés induisent des coupures de chaînes telles que des liaisons C-H ou C-C du polyéthylène et conduisent à la formation de radicaux très réactifs (P·).

Lorsque la concentration en oxygène est faible (atmosphère inerte) ou lorsque la concentration en radicaux est très élevée, les radicaux se combinent entre eux pour former des réseaux fortement réticulés (P-P). Par contre, si la concentration en oxygène est plus élevée, des réactions d'oxydation se produisent. Les radicaux primaires libres P·, formés par voie thermique (DT), mécanique (t) ou chimique, réagissent très rapidement avec l’oxygène atmosphérique pour donner des radicaux peroxyde (POO·). Ces radicaux se transforment très facilement en hydroperoxydes (POOH) par arrachement d'atome d'hydrogène du polymère (PH). Les hydroperoxydes (POOH) étant très instables, ils se décomposent rapidement pour donner des espèces radicalaires très réactives : PO· et ·OH qui vont réamorcer des réactions d’oxydation en chaînes qui devient auto-catalytique. De nouvelles réactions conduisent par recombinaison de deux radicaux PO· à des peroxydes (POOP), espèces thermolabiles, et par scissions de chaînes à des fonctions oxydées telles que cétone (-C=O), aldéhyde (-CH=O), et alcool (-C-OH). L’aldéhyde peut s’oxyder très rapidement en acide (-COOH).

Par conséquent, lors de la transformation du PE, dans l’air ambiant, deux types de dégradation ont lieu : la dégradation thermique qui conduit à la formation de produits réticulés et la dégradation thermooxydante qui conduit à la formation de produits oxydés.

Il y a donc compétition entre les réactions de formation des produits oxydés et les réactions de formation des produits réticulés. Les paramètres qui influent sur l'une ou l'autre des réactions dépendent de la résine de PE mais également des conditions de mise en forme. Les paramètres relatifs à la résine de PE sont la na...