Les spécificités de la fabrication du plastique dépendent de son type et de son utilisation, mais les étapes de base sont les mêmes. Le plastique est fabriqué à l’aide de divers procédés chimiques et de raffinage qui transforment des molécules uniques appelées monomères en longues chaînes appelées polymères. Après cela, les polymères peuvent être moulés ou façonnés dans n’importe quel produit final.
Matières premières
Les principaux types de matières premières utilisées pour fabriquer du plastique sont des produits fossiles, tels que le pétrole brut et le gaz naturel, bien qu’il puisse également être fabriqué à partir d’autres éléments comme le soja, le maïs et le chanvre. Ceux-ci contiennent des composés appelés hydrocarbures qui peuvent être utilisés pour fabriquer des monomères, qui peuvent ensuite être transformés pour fabriquer du plastique. Cela se fait généralement par craquage, dans lequel les hydrocarbures sont soit chauffés à des températures extrêmes, soit traités chimiquement pour les décomposer en monomères comme l’éthylène ou le styrène.
Polymérisation et Polycondensation
Une fois les monomères extraits, ils doivent être traités chimiquement pour qu’ils se lient et forment de longues chaînes polymères. Cela se fait normalement soit par polymérisation, soit par polycondensation. Dans le premier processus, les monomères sont mélangés avec un autre produit chimique qui agit comme un catalyseur et les amène à se combiner les uns avec les autres, formant une résine. Dans le second, les monomères sont traités de telle manière qu’ils se combinent et libèrent un sous-produit comme l’eau.
Au cours de l’un ou l’autre processus, différents types de monomères sont généralement mélangés pour former une résine aux caractéristiques différentes. Ils peuvent également être mélangés à d’autres additifs, comme des retardateurs de flamme ou des plastifiants, qui rendent le produit final moins cassant. Les résines résultant des deux procédés peuvent être vendues sous forme liquide ou broyées en pastilles ou en poudre, puis vendues à des entreprises de fabrication de plastique.
Thermoplastiques et Thermodurcissables
Les polymères peuvent ensuite être transformés en thermoplastiques ou en thermodurcissables. Les thermoplastiques fondent lorsqu’ils atteignent une certaine température, mais sont durs lorsqu’ils refroidissent, tandis que les thermodurcissables deviennent plus durs à mesure qu’ils se réchauffent, mais ne peuvent être réchauffés et durcis qu’une seule fois. S’ils sont à nouveau chauffés, ils brûlent. La différence entre eux se résume généralement aux monomères utilisés pour fabriquer la résine et à la structure que les polymères forment lors de leur traitement : alors que les thermoplastiques forment des chaînes de sections dures et malléables alternées, les thermodurcissables forment des liaisons dures et imbriquées.
Traitement des thermoplastiques
Les thermoplastiques sont généralement traités par diverses formes de moulage ou d’extrusion. Le moulage se fait en chauffant de la résine et en l’injectant dans un moule ou en soufflant de l’air dans un tube de résine ramollie qui est inséré dans un moule pour lui donner une forme. Ces processus sont utilisés pour fabriquer des objets comme des jouets, des contenants et des bouteilles de soda. L’extrusion se fait en poussant la résine à travers un moule pour lui donner une certaine forme, et est utilisée pour fabriquer des choses comme des pailles, des fibres pour le tissage et des tuyaux. Les thermoplastiques peuvent également être calandrés, dans lesquels ils sont fondus puis pressés entre de gros rouleaux pour faire de longues feuilles de plastique, comme celles utilisées pour fabriquer des revêtements de sol.
Traitement des thermodurcissables
Les thermodurcissables peuvent également être moulés, bien que les moules soient souvent sous pression pour encourager les polymères à se lier plus étroitement, ce qui rend le produit final plus durable. Ils sont également parfois traités avec un produit chimique avant le moulage pour que les polymères se combinent parfaitement. Le premier processus est généralement utilisé pour fabriquer des objets qui doivent être solides, mais qui sont destinés à un usage grand public, comme les téléphones et les équipements sportifs, tandis que le second est utilisé pour fabriquer des objets plus solides comme des pièces de machines ou de véhicules. Ce type de plastique peut également être enduit sur d’autres matériaux, comme du papier ou du tissu, puis chauffé et pressé ensemble pour fabriquer des fusibles, des joints et des cartes de circuits électroniques dans un processus appelé laminage.