Polypropylene

Polypropylène isotactique
Général
Nom IUPAC	poly(1-méthyléthylène)
Synonymes	polypropène isotactique, sigle PP (ou PPi)
No CAS	9003-07-0
SMILES	C([C@@H](C)*)* eMolecules PubChem
Propriétés chimiques
Formule brute	C3H6  [Isomères]
Masse molaire	42,0797 g∙mol-1 C 85,63 %, H 14,37 %,
Propriétés physiques
T° fusion	145 à 175 °C
Masse volumique	~ 0,9 g/cm³
Cristallographie
Système cristallin	hélices ; système monoclinique (principalement)
Précautions
SIMDUT[2]
Produit non contrôlé Ce produit n'est pas contrôlé selon les critères de classification du SIMDUT.
Classification du CIRC
Groupe 3 : Inclassable quant à sa cancérogénicité pour l'Homme[1]
Écotoxicologie
DL50	>99 000 mg/kg (rat, i.v.) >110 000 mg/kg (rat, i.p.) [3]
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le polypropylène (ou polypropène) isotactique, de sigle PP (ou PPi) et de formule chimique (-CH₂-CH(CH₃)-)_n, est un polymère thermoplastique semi-cristallin de grande consommation.

Le polypropylène isotactique est une polyoléfine^[4] résultant de la polymérisation des monomères propylène [(CH₂=CH-CH₃)] en présence de catalyseurs suivant principalement le procédé Ziegler-Natta.

Historique

Représentation d'une chaîne d'un polypropylène isotactique (en haut) et syndiotactique (en bas).

Giulio Natta et le chimiste allemand Karl Rehn obtinrent, en mars 1954, un polypropylène à structure géométrique cristalline régulière^[5]. Natta emploie le terme « isotactique » pour décrire ce polymère. Les chaînes d’un polymère isotactique peuvent se rapprocher les unes des autres pour former un solide ordonné.

Plus tard, il mettra au point des catalyseurs stéréospécifiques permettant l’obtention systématique de tels polymères.

Le polypropène atactique (sigle PPa), matériau amorphe affichant une faible résistance mécanique, présente peu d'intérêt industriel.
Le polypropylène commercial le plus courant est le PPi.
Le polypropène syndiotactique (PPs), industrialisé à partir de 1992, tend à se développer. Cette matière, différente du PPi, peut être obtenue en utilisant des systèmes à base de métallocènes.

Propriétés physiques

Variation du module d'un PPi avec la température, mettant en évidence la chute brutale du module de ce polymère semi-cristallin à l'approche de la température de fusion.

Code d'identification

• Température de fusion T_f : 145 à 175 °C
• Température de transition vitreuse Tg : ~ -10 °C
• Densité : ~ 0,9
• Module de Young : 1,1 à 1,6 GPa
• Taux de cristallinité : 0,4 à 0,6
• Retrait : 1 à 2,5 %

Le polypropylène de grade « injection » est très facilement recyclable ; le PP de grade « film » est au contraire beaucoup plus délicat à recycler, surtout s'il est imprimé. Le PP film imprimé est sûrement l'un des plastiques usuels les plus difficiles à recycler.

Le polypropylène est translucide à opaque, hydrophobe, dur, semi-rigide et très résistant à l’abrasion. Pour augmenter ses propriétés mécaniques, il est courant qu'il soit chargé en fibre de verre, à hauteur de 10 à 30 % en général.

Le polypropylène expansé, de sigle EPP en anglais, est une mousse blanche ressemblant au polystyrène expansé, mais avec une mémoire de forme lui permettant de se déformer sans casser et de conserver sa structure.

Applications

On trouve beaucoup de pièces moulées en polypropylène pour la construction automobile, notamment les pare-chocs, les tableaux de bord, l'habillage de l'habitacle et les réservoirs d'essence et de liquide de frein. Le polypropylène est aussi beaucoup utilisé pour les emballages alimentaires pour sa résistance à la graisse (exemple : emballages de beurre) et son aspect brillant. Il est également utilisé pour la fabrication de tissus d'ameublement (mais pas de tissus d'habillement), de sacs tissés à haute résistance, de géotextiles et de géomembranes ; on le trouve aussi sous forme de fibres dans les cordages et les tapis synthétiques. Des pailles à boire sont également fabriquées en polypropylène.

Plusieurs pays ont émis des billets en polypropylène, dont l'Australie, le Mexique et Israël (billet de 20 new sheqalim, édition spéciale « 60 ans d'Israël » de 2008.)

Avantages et inconvénients

Le polypropylène présente de nombreux avantages : il est bon marché, alimentaire (inodore et non toxique), indéchirable, très résistant à la fatigue et à la flexion (fabrication de charnières), très peu dense, chimiquement inerte, stérilisable et recyclable. C'est de plus un excellent isolant électrique.
Par contre, il est fragile (cassant) à basse température (car sa Tg est proche de la température ambiante), sensible aux UV, moins résistant à l'oxydation que le polyéthylène et difficile à coller.

La résilience du polypropylène peut être améliorée en malaxant du PPi avec les élastomères EP ou EPDM.

Notes et références

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