Pourquoi certains plastiques durent-ils longtemps, tandis que d'autres vieillissent et se fissurent rapidement, alors qu'il s'agit de matières plastiques ? (2)
Dans cet article, nous poursuivons notre analyse des raisons pour lesquelles certains plastiques sont durables tandis que d'autres vieillissent et se fissurent rapidement.
III. Pourquoi les matériaux étiquetés PP et ABS peuvent-ils présenter une qualité aussi variable ?
De nombreuses spécifications de produits se contentent d'indiquer « matériau PP », « matériau ABS » ou « matériau PC ». Or, cela ne fait que préciser la catégorie générale du matériau et ne donne aucune information sur sa qualité.
En matière de PP, les options comprennent le PP homopolymère, le PP copolymère, le PP transparent, le PP modifié pour résister aux chocs, le PP résistant aux intempéries, le PP ignifugé, le PP renforcé de fibres de verre et le PP de qualité alimentaire.
En ce qui concerne l'ABS, il existe de l'ABS à usage général, de l'ABS à haute résistance aux chocs, de l'ABS résistant à la chaleur, de l'ABS ignifuge, de l'ABS de qualité placage et de l'ABS résistant aux intempéries.
En ce qui concerne le PC, les qualités comprennent la qualité transparente standard, la qualité ignifuge, la qualité résistante aux UV, la qualité optique, la qualité renforcée et la qualité modifiée résistante aux produits chimiques.
Les différences de qualité des matériaux, de formulation et d'additifs entraînent des variations importantes dans les performances finales.
Parmi les autres facteurs affectant la qualité, on peut citer :
L'adoption de matériaux vierges est-elle envisagée ?
Que les matériaux recyclés soient mélangés
La proportion de matériaux recyclés utilisés
Qu'il s'agisse d'ajouter des antioxydants, des stabilisateurs de lumière, des retardateurs de flamme et des agents de renforcement.
Que le renforcement par fibres de verre, le remplissage minéral ou la modification d'alliage soient appliqués
La température de moulage par injection et les conditions de séchage sont-elles appropriées ?
La stabilité de la conception du moule et du refroidissement
La structure du produit est-elle raisonnable ?
Par conséquent, même si deux produits sont tous deux marqués « "ABS housing" », leur durabilité réelle peut être totalement différente.
Les consommateurs ne voient que le même nom abrégé du matériau, tandis que les fabricants contrôlent en réalité la qualité, la formulation, la technologie de traitement et le système de qualité.
IV. Des plastiques plus durs ne sont pas forcément plus durables.
Beaucoup de gens jugent la qualité du plastique au toucher. Ils considèrent qu'un plastique dur est de haute qualité et mou, de mauvaise qualité. Ce jugement n'est pas forcément fiable. La dureté et la durabilité d'un matériau sont deux concepts différents.
Certains matériaux présentent une dureté élevée mais une faible résistance aux chocs et sont sujets à la fissuration sous l'effet d'un impact. D'autres matériaux, relativement tendres, offrent une meilleure résistance à l'usure, à la flexion et aux chocs.
Prenons l'exemple des coques de téléphone : le polycarbonate (PC) est généralement plus dur et plus transparent ; le TPU est plus souple et plus résistant aux pliages répétés, mais sujet au jaunissement ; le silicone offre un toucher doux, mais attire facilement la poussière, avec des inconvénients en termes de résistance à la déchirure et aux taches.
Chaque matériau possède ses propres atouts et faiblesses. Bien choisir ses matériaux ne consiste pas à optimiser une seule propriété, mais à identifier les principaux risques potentiels auxquels le produit sera exposé.
Si le produit est susceptible de tomber, la priorité doit être donnée à sa résistance aux chocs.
Si le produit est destiné à une utilisation extérieure prolongée, la résistance aux intempéries est primordiale.
Si le produit est placé à proximité de sources de chaleur, il convient de tenir compte de sa résistance à la chaleur à long terme.
Si le produit entre en contact avec de l'huile, de l'alcool ou des agents de nettoyage, la résistance chimique est essentielle.
Si le produit subit des flexions répétées, sa résistance à la fatigue et à la flexion doit être évaluée.
La définition de la durabilité varie selon les différents scénarios d'application.
V. Plusieurs cas typiques tirés de la vie réelle
1. Pourquoi les coques de téléphone jaunissent-elles ?
De nombreuses coques de téléphone souples, transparentes ou de couleur claire, jaunissent avec le temps. Ce phénomène est généralement lié à divers facteurs, notamment la nature du matériau, les rayons ultraviolets, l'oxydation, la transpiration, le sébum, la chaleur et la migration des additifs. Le jaunissement n'indique pas systématiquement un problème de sécurité, mais il signale une détérioration de l'aspect du matériau. Pour une résistance durable au jaunissement, il convient de prendre en compte la composition du matériau, ses propriétés anti-oxydantes et anti-UV, le traitement de surface, ou tout simplement d'opter pour des modèles foncés ou opaques.
2. Pourquoi les chaises en plastique deviennent-elles cassantes après une exposition prolongée au soleil ?
De nombreuses chaises, seaux et caisses de rangement en plastique d'extérieur deviennent cassantes après une exposition prolongée au soleil. Ce phénomène est généralement lié au vieillissement dû aux UV, au vieillissement thermo-oxydatif, à la qualité du matériau et aux additifs anti-vieillissement.
Les bonnes performances en intérieur ne garantissent pas l'adéquation aux applications extérieures. Lors du choix de produits d'extérieur, le prix ne doit pas être le seul critère ; il est également nécessaire de vérifier si le matériau est conçu pour résister aux intempéries.
3. Pourquoi les gaines des câbles durcissent-elles et se fissurent-elles ?
Les gaines de fils et câbles sont généralement fabriquées à partir de matériaux tels que le PVC, le caoutchouc, le TPE, le TPU et le caoutchouc silicone. Leurs propriétés varient considérablement : flexibilité, résistance à la chaleur, aux basses températures, aux huiles, ignifugeant et résistant aux intempéries. Après une longue durée de vie, certains câbles peuvent durcir et se fissurer, sous l’effet de la migration des plastifiants, du vieillissement thermique ou sous UV, des flexions répétées et de la fragilisation à basse température. L’épaisseur de la gaine ne suffit pas à elle seule pour diagnostiquer ces problèmes ; il est également nécessaire de prendre en compte le matériau et l’environnement d’utilisation.
4. Pourquoi les pièces en plastique transparent se fissurent-elles de manière inattendue ?
Les matériaux couramment utilisés pour les pièces en plastique transparent incluent le PC, le PMMA, le PS, le PET et d'autres. La transparence n'est pas synonyme de performances identiques. Certaines pièces transparentes présentent une bonne résistance aux chocs, d'autres une dureté de surface optimale, d'autres encore une excellente résistance aux intempéries, tandis que d'autres enfin possèdent une résistance chimique moyenne. Si des pièces en plastique transparent sont soumises à des contraintes prolongées et exposées simultanément à l'alcool, à des produits de nettoyage ou à certains solvants, de minuscules fissures peuvent apparaître. Ceci explique pourquoi des composants d'apparence quasi identique et tous deux transparents peuvent présenter des performances très différentes à l'usage.
VI. Comment déterminer si un composant en plastique convient à un scénario d'application spécifique
Commencez par poser plusieurs questions clés.
Tout d'abord, sera-t-il utilisé à l'intérieur ou à l'extérieur ? Pour les applications extérieures, la priorité doit être donnée à la résistance aux rayons ultraviolets, aux variations de température, à la pluie, à la chaleur humide et aux intempéries.
Deuxièmement, sera-t-il exposé à des températures élevées ? Cela concerne non seulement les fortes chaleurs de courte durée, mais aussi les températures de service continues sur de longues périodes.
Troisièmement, résistera-t-il aux contraintes à long terme ? En cas de charge permanente, de contrainte de verrouillage, de fixation par vis ou de flexion répétée, il convient de tenir compte du fluage, de la fatigue et de la fissuration sous contrainte.
Quatrièmement, sera-t-il en contact avec des produits chimiques ? Les huiles, l’alcool, les produits de nettoyage, les solvants, les acides, les bases et la transpiration peuvent affecter certains plastiques.
Cinquièmement, existe-t-il des exigences en matière d'apparence ? Les matériaux transparents, blancs et de couleur claire sont plus sujets aux problèmes visibles tels que le jaunissement, les rayures, les marques de tension et la décoloration.
Sixièmement, quelle est la durée de vie requise ? Les emballages jetables, les biens de consommation à courte durée de vie, les composants automobiles, les équipements de plein air et les dispositifs médicaux exigent des matériaux de qualités totalement différentes.
Des réponses claires à ces questions constituent le fondement d'une sélection appropriée des matériaux plastiques.
VII. En conclusion
Les plastiques ne sont pas synonymes de bas prix et de mauvaise qualité. La nature même des matériaux plastiques est extrêmement complexe. Ils peuvent être économiques ou performants. On peut les transformer en articles jetables ou en composants techniques. Leur durée de vie peut être courte ou longue grâce à une conception appropriée.
La durabilité d'un plastique ne dépend pas seulement du fait qu'il s'agit de plastique, mais aussi des aspects suivants :
Si le type de matériau est correctement sélectionné ;
Si la qualité et la formulation sont bien adaptées ;
La stabilité de la technologie de traitement ;
La structure du produit est-elle raisonnable ?
Si l'environnement de service dépasse les limites de fonctionnement du matériau.
Par conséquent, lorsqu'on constate qu'une pièce en plastique se fissure, jaunit, devient cassante ou collante, il ne faut pas conclure hâtivement que « le plastique est de mauvaise qualité ». Il convient de se poser des questions plus précises :
Quel type de plastique est utilisé ?
Était-ce initialement adapté à ce scénario d'application ?
Sa défaillance est-elle due à des problèmes de matériaux, à des défauts de fabrication, à des défauts structurels ou à des conditions environnementales ?
Comprendre ces questions marque le véritable début de la maîtrise des connaissances matérielles.
