Plastisol

Un plastisol est une pâte obtenue par dispersion colloïdale d'une résine synthétique poudreuse dans un plastifiant liquide.


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Plasturgie - Polymère

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  • Les procédés de fabrication des revêtements de sol PVC... des solides de type poudre PVC et des charges à un plastifiant liquide. Le plastisol est ensuite appliqué sur l'armature du revêtement (voile ou grille de verre par exemple) par... (source : solspvcpro)
  • Le plastisol est introduit dans le moule... en œuvre du PVC plastifié, nous ajoute- rons la fabrication du phtalate lui-même... (source : inrs)

Un plastisol [étymologie : «plasti (que) + sol (vant)»] est une pâte obtenue par dispersion colloïdale d'une résine synthétique poudreuse dans un plastifiant liquide.
Un plastifiant est équivalent à un solvant lourd (masse molaire élevée), peu volatil (faible tension de vapeur). Ce diluant doit être miscible en toutes proportions avec le polymère.

Un plastisol spécifiquement important est celui constitué de poly (chlorure de vinyle) (PVC).
Les producteurs de polymère fournissent aux transformateurs la matière d'œuvre (matière non transformée) PVC sous diverses présentations : résines en poudre, mélanges secs (Dry Mix), granulés (compounds) et plastisols. La poudre est l'unique présentation exempte de plastifiant.

Le PVC souple (plastifié) représente à peu près 30 % de la consommation de PVC en 2001. Le taux de plastifiant peut fluctuer de 5 parties (obtention d'un PVC semi-rigide) jusqu'à 50 parties pour 100 parties en masse de résine (pcr) (PVC souple). On obtient ainsi divers grades de PVC flexibles.

PVC plastisol

Préparation

Malaxeur à pales en Z d'une capacité de 1 L utilisé en formulation au laboratoire.
Détail des deux pales en Z de la cuve de 1 L du malaxeur.
Turbosphère pilote de 200 L.

La pâte est préparée par prégélification à froid d'un PVC fabriqué par le procédé de polymérisation en masse ou par le procédé en suspension[1] dans un plastifiant (phtalate d'alkyle par exemple) (DINP... ) ou un mélange plastifiant.
La dispersion est réalisée par agitation à température ambiante, au moyen d'un malaxeur comportant deux pales en Z contrarotatives[2], d'un mélangeur planétaire ou d'une turbosphère[3], par exemple. Une autre technique utilise le calandrage, associant l'homogénéisation à la mise en forme, pour produire des films ou des feuilles d'une certaine épaisseur. La plastification favorise le travail sur machines ; l'usage d'une extrudeuse bi-vis est superflu.
La consistance et la viscosité dépendent du type de résine, de sa granulométrie, du type et du taux de plastifiant. Si la consistance du plastisol est trop épaisse, il est envisageable de le fluidifier un peu par ajout d'un organosol (exemple : solvant aliphatique désaromatisé) en faible quantité. D'autres constituants (charges minérales tel le carbonate de calcium pulvérulent, additifs) sont fréquemment présents dans le formulat.
Une filtration sur tamis métallique fait suite au mélangeage.

Gélification

Le PVC plastisol durcit au final après cuisson entre 135 et 160 °C (suivant le taux de plastifiant) pendant plusieurs minutes, car il s'est produit une gélification totale (formation d'un matériau solide)  ; ce processus est irréversible. La température de transition vitreuse de l'objet diminue si la proportion de plastifiant augmente [la solvatation (qui n'est que partielle) des chaînes moléculaires diminue la cohésion qui joue un rôle vis-à-vis du phénomène de transition vitreuse]. La Tg peut fluctuer de 80°C (PVC rigide) à -40°C, soit un abaissement de 120°C par ajout de plastifiant.

Applications

Les PVC plastisols, aisément déformables, ont de multiples applications ; le procédé (en continu) de mise en œuvre par enduction est le plus commun[4].
Fabrication de :

Notes et références

  1. M. Fontanille et Y. Gnanou, Chimie et physico-chimie des polymères, pp. 500-501, Dunod, Paris, 2002, ISBN 2 10 003982 2
  2. Malaxeur constitué par une cuve rectangulaire métallique à double paroi thermorégulée (refroidissement par circulation d'eau froide, pour éviter une gélification prématurée du mélange), dont le fond est constitué de deux demi-cylindres, dans l'axe desquels tournent deux pales en sens inverse l'une de l'autre, avec des vitesses de rotation différentes. Un vide partiel est réalisé pour obtenir une pâte plus compacte, en éliminant les bulles d'air constituées au sein de la matière durant le malaxage. La capacité fluctue d'un litre (essais laboratoire) à plusieurs mètres cubes (production).
  3. Sphère métallique à double paroi thermorégulée au fond de laquelle tourne à vitesse variable une hélice à trois pales selon un axe vertical (formation d'un vortex lors du mélangeage). La capacité fluctue de cinquante litres (cas d'une turbosphère pilote) à plusieurs mètres cubes (production).
  4. R. Bourgeois, H. Chauvel et J. Kessler, Mémotech Génie des matériaux, p. 37, éd. Casteilla, Paris, 2001, ISBN 2 7135 2246 3

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