Les matières plastiques

L'utilisation des matières plastiques est beaucoup plus récente que celle du bois ou des métaux. La première matière plastique ayant été utilisée était simplement un caoutchouc naturel produit par certains végétaux. C'est en 1839 que Charles Goodyear a inventé le procédé de vulcanisation qui permet de fabriquer du caoutchouc artificiel à partir du soufre. Depuis, de nombreux plastiques ont été synthétisés en laboratoire par des réactions de polymérisation.

Les matières plastiques ne se retrouvent pas à l'état naturel, sauf dans le cas des caoutchoucs naturels. Elles doivent être synthétisées en laboratoire. Pour ce faire, on utilise des substances provenant du raffinage des combustibles fossiles (du pétrole et du gaz naturel). Ces substances, nommées monomères, sont assemblées en une longue chaîne de molécules, appelée polymère, lors du procédé de polymérisation.

Les thermoplastiques ont la propriété de ramollir à la chaleur et de durcir au froid. Il est donc possible de leur donner une nouvelle forme, et ce, à répétition, sans affecter leurs propriétés mécaniques initiales. Cette particularité permet un recyclage plus facile de cette catégorie de plastique, en comparaison avec celui des deux autres types. Les thermoplastiques sont de loin les plastiques les plus utilisés, représentant plus des trois quarts de toutes les matières plastiques produites dans le monde.

Types de thermoplastiques	Propriétés mécaniques	Exemples d'utilisation
Acrylonitrile butadiène styrène (ABS) Couleur noire et opaque, facile à recycler	Rigidité, légèreté, résilience	Tuyauterie, brique Lego Source
Polychlorure de vinyle (PVC) Rigide ou souple, recyclable	Rigidité, dureté, non-flottaison, imperméabilité, résistance à l'acide Source	Tuyau de canalisation, recouvrement Source
Polycarbonate (PC) Transparent, recyclable	Grande transparence, résistance aux chocs Source	Vitre de phare automobile, casque de moto, CD et DVD Source
Polypropylène (PP) Aspect brillant, recyclable en version rigide	Légèreté, rigidité ou souplesse selon la forme, transparence, flottaison Source	Tableau de bord, emballage alimentaire Source
Polystyrène (PS) Sous forme dure et transparente ou sous forme de mousse blanche compacte, facile à recycler	Légèreté, isolant thermique Source	Boîtier de CD, couvercle de plastique, emballage alimentaire, isolant Source
Polyamide (PA) Aussi appelé nylon	Résistance, imperméabilité, légèreté, flexibilité	Toile de parachute, vêtement Source
Polyméthacrylate de méthyle (PMMA) Aussi appelé plexiglass ou acrylique	Propriétés optiques exceptionnelles, résistance à la corrosion et aux rayons UV, légèreté	Fabrication de vitres, hublot, parois d'aquarium Source
Polyéthylène (PE) Plastique le plus employé, facile à manier et économique	Malléabilité, faible rigidité, résistance Source Source	Sac d'épicerie, sac poubelle, bouteille, contenant Source
Polyesters linéaires (PET)	Dureté, résilience Source	Fibre synthétique pour les vêtements, bouteille, contenant Source

Contrairement aux thermoplastiques qui ramollissent sous l'effet de la chaleur, les thermodurcissables ont perdu cette propriété lors de leur fabrication. Ainsi, un thermodurcissable conserve la même rigidité sous l'action de la chaleur jusqu'à l'atteinte de sa température de décomposition. Aussi, une fois produit, on ne peut plus modifier la forme d'un thermodurcissable. Les thermodurcissables sont difficiles à recycler; au Québec, ils ne le sont pas. Ces limites expliquent, en partie, le fait qu'ils soient moins utilisés que les thermoplastiques.

Types de thermodurcissables	Propriétés mécaniques	Exemples d'utilisation
Aminoplastes (MF et UF)	Résilience, résistance à la chaleur et à la corrosion	Vaisselle en plastique, revêtement de plancher, panneau décoratif
Phénoplastes (PF)	Dureté, isolant thermique et électrique	Boîtier d'objets divers, poignée de casserole, isolant en électricité et en aéronautique Source
Polyesters réticulés (UP)	Dureté, résilience, résistance mécanique, isolant électrique	Coque de bateau, canne à pêche, piscine hors-terre Source

On distingue généralement les élastomères naturels des élastomères synthétiques. Les premiers proviennent du latex sécrété par certains végétaux, par exemple par l'hévéa. Ils sont toutefois beaucoup moins utilisés que les élastomères synthétiques qui sont, quant à eux, produits en laboratoire grâce au procédé de vulcanisation. Ce procédé consiste à ajouter du soufre au caoutchouc, permettant ainsi d'en réduire l'élasticité, mais d'en améliorer la résistance. Malgré leurs propriétés mécaniques avantageuses, les élastomères ont l'inconvénient d'être des matières plastiques difficiles à recycler.

Type d'élastomère	Propriétés mécaniques	Exemples d'utilisation
Polychloroprène (CR) (Néoprène)	Élasticité, résistance mécanique, résilience, isolant thermique	Adhésif, combinaison de plongée, vêtement en néoprène Source
Élastomère de silicone	Élasticité, résistance mécanique, résilience, isolant électrique et thermique	Isolant thermique et électrique utilisé en construction
Caoutchouc butadiène-styrène	Résilience, résistance mécanique, isolant électrique et thermique	Caoutchouc synthétique, pneu, élastique Source

Comme on peut le constater dans les tableaux précédents, les propriétés des matières plastiques varient en fonction des différents types de plastiques considérés. Toutefois, les plastiques possèdent plusieurs propriétés générales intéressantes qui expliquent leur grande utilisation pour la fabrication d'objets techniques.

• Ils sont légers.
• Ils résistent à la corrosion (à la rouille).
• Ils peuvent être façonnés et moulés par la chaleur ou sous pression.
• Ils ont une excellente durabilité.
• Ils sont de bons isolants thermiques et électriques.
• Ils possèdent une grande résistance.
• Ils sont économiques.

En contrepartie, les matières plastiques présentent un inconvénient majeur : elles sont obtenues à partir d'une ressource fossile non renouvelable, soit le pétrole. Il est donc important d'en effectuer le recyclage afin d'assurer la pérennité de la ressource.

Les matières plastiques sont sujettes à la dégradation de façon progressive, tout au long de leur vieillissement. Leur dégradation est visible lors de l'apparition de fissures ou d'un changement de couleur. Cette dégradation est lente, mais elle est souvent irréversible. Diverses causes peuvent expliquer la dégradation d'un plastique. Par exemple, des substances en phase liquide, comme l'eau, peuvent pénétrer à l'intérieur de certaines matières plastiques et dissoudre certains de leurs additifs chimiques. Aussi, les polymères des plastiques peuvent se dégrader sous l'effet d'un rayonnement ultraviolet, notamment celui émis par le Soleil. Finalement, certaines matières plastiques peuvent s'oxyder au contact de certains gaz.

Pour ralentir, voire contrer, la dégradation des matières plastiques, certains moyens de protection existent. Il est possible de recouvrir les plastiques d'un revêtement imperméable afin d'empêcher la pénétration de liquide. On peut aussi ajouter, lors de leur fabrication, des substances antioxydantes, comme le noir de carbone, qui empêche une dégradation au contact de certains gaz. Des pigments de couleur peuvent aussi être ajoutés dans les plastiques afin d'absorber les rayons ultraviolets, ce qui protège les plastiques.