A quoi sert un plastifiant ?

A quoi servent les plastifiants ? A plastifier bien sûr, mais pourquoi et comment ?

 

Rappelez-vous, les pâtes polymères que nous utilisons sont constituées de PVC (le polymère, le long collier), et de plastifiants (les perles isolées), entre autre. Le PVC non plastifié, sans plastifiant, est un matériau dur et cassant à température ambiante, on va dire à 20 °C. Certains gros tuyaux utilisés pour les écoulements de lavabos, éviers… sont fabriqués avec du PVC non plastifié. Imaginez vos créations en PVC non plastifiés. Les pièces très fines à peine manipulées, tordues, se briseraient net. Pas possible ! 

Le PVC plastifié est plus souple à température ambiante, il est déformable. Comment cela se fait-il ? Rappelez-vous, nous avons vu qu’il fallait chauffer à pâte au-dessus de la température à laquelle les colliers ne sont plus figés dans leur conformation. Au-dessus de cette température (la température de transition vitreuse, la Tg), les colliers peuvent bouger, se tordre, s’entremêler, avoir une forme allongée si on tire sur la pâte… Et en dessous de cette température, il a un comportement vitreux, dur et cassant comme le verre. Non plastifié, cette température est de 90 °C à peu près. Plastifié, elle peut descendre en dessous de 0°C, le PVC étant alors souple, non cassant, déformable à température ambiante. Ce qui signifie que les colliers ont une certaine mobilité. Les plastifiants ont donc pour rôle de diminuer la température de transition vitreuse en augmentant la flexibilité des chaînes de polymère, des colliers.

 

Mais comment font-ils donc ?

 

 

Ce que je ne vous ai pas encore dit, c’est que les perles des colliers sont poisseuses, très poisseuses. Poisseuses envers les perles de même type. Elles s’aiment bien et restent en « contact » si elles se rapprochent trop. Cette poisse empêche le collier de bouger, de changer de forme. En augmentant la température, comme tout, les colliers essaient de bouger, mais la poisse les en empêche. Pour qu’ils puissent bouger plus ou moins librement, il faut apporter assez d’énergie (en augmentant la température), pour briser la force qui lie les perles via la poisse. 

 

Colliers non plastifiés, à basse température (en dessous de la température de transition vitreuse).

Les colliers ne peuvent pas bouger, il fait trop froid !!!

Il faut chauffer notre pâte au-dessus de 90 °C pour enlever la poisse et que les colliers soient mobiles

 

Au-dessus de la fameuse température de transition vitreuse, les perles sont libres, la température est assez élevée pour libérer les perles de la poisse. Donc bien entendu, moins il y a de poisse, de liens entre les perles du collier, moins il faut augmenter la température pour que le collier soit libre de ses mouvements. 

 

 

Colliers non plastifiés. La température a augmenté (au-dessus de la température de transition vitreuse), la poisse a disparu, les colliers sont libres (ou presque) de leurs mouvements et le matériau

est souple, moins fragile  et moins cassant.

Pour notre pâte polymère, la température est supérieure à 90 °C.

 

En introduisant des perles d’un autre type que celui du collier, ces dernières vont empêcher des perles du collier de se lier grâce à la poisse. On limite ainsi le nombre de perles accolées, liées, et donc aussi l’énergie  qu’il faut apporter pour briser la force qui maintient le collier rigide. On diminue donc la température à laquelle les colliers sont libérés, donc la température de transition vitreuse.

 

 

Colliers plastifiés. Les plastifiants séparent les perles des colliers.

Les perles sont donc moins liées par la poisse (moins de poisse en tout).

Donc il faut moins d’énergie, de chaleur pour casser toute la poisse et avoir un matériau plus souple.

S’il y a assez de plastifiants, notre pâte est souple au-dessus de -40 °C !!!

(attention, cela dépend de la quantité de plastifiants))

 

 Le collier est plus souple à une température plus basse. Ces perles différentes que l’on introduit ce sont bien sûr les plastifiants. Elles doivent absolument avoir une certaine affinité avec les perles du collier. C’est à dire que les perles du collier doivent préférer être à côté d’une perle de plastifiant qu’à côté d’une autre perle d’un collier. C’est pour cette raison que les plastifiants que l’on introduit dans les polymères diffèrent selon le type de polymère. Il n’y a pas vraiment de plastifiant universel.

 

 

La quantité de plastifiants dépend de la température de transition vitreuse que l’on souhaite obtenir. Le PVC est un peu particulier. C’est un matériau pour lequel la teneur en plastifiants peut atteindre 80% (presque autant de plastifiant que de chaînes de polymère !!!!). Nous avons vu que la température de transition vitreuse du PVC non plastifié était de 80 à 90 °C. L’ajout de plastifiants permet de diminuer cette température en dessous de 0 °C et d’avoir ainsi un PVC souple à température ambiante.

 

Donc quand on cuit la pâte polymère, les billes rigides de PVC non plastifié (ou peu plastifié, selon les marques de pâte) ont une température « d’assouplissement » de 90°C. Il faut chauffer au-dessus de cette température pour briser la force due à la poisse, pour rendre les colliers mobiles. Ensuite, une fois que les colliers sont libérés, les plastifiants entourant les billes à l’origine pénètrent l’entrelacs de colliers de PVC, les plastifie. Une fois que la pâte est homogène, les colliers sont plastifiés au maximum. Et on obtient un matériau souple à température ambiante, un PVC bien plastifié dont la température de transition vitreuse est inférieure à 0°C. Votre pendentif ne devrait pas être cassant, sinon, cela signifie qu’il est mal plastifié, mal cuit, soit par une température insuffisante, soit par une durée de cuisson trop faible, qui n’a pas permis aux éléments de se mélanger complètement pour obtenir une pâte homogène.

 

On peut donc obtenir toute une gamme de PVC de souplesse différente, s’assouplissant à des températures diverses, en ajustant la quantité de plastifiants !

 

La cuisson n’entraîne donc pas de réaction chimique, juste une transformation physico-chimique.

 

Pour le PVC, des plastifiants qui « plastifient bien » sont les phtalates, comme le DOP, le dioctyl phtalate. Seulement ces derniers sont soupçonnés d’être nocifs pour la santé. Il a donc fallu chercher des remplaçants, et les phtalates ne sont plus utilisés pour les PVC qui doivent entrer en contact prolongés avec la peau ou avec des aliments. 

 

 

Bien évidemment, la formulation, la recette, c’est-à-dire la quantité et la nature des plastifiants (et autres) est top secrète. Les fabricants gardent soigneusement pour eux la recette qu’ils ont mis du temps à élaborer, et impossible (pour moi en tout cas) d’obtenir des informations sur le type de plastifiant (si quelqu’un en a, je suis preneuse)…

 

Merci d'être arrivé(e) jusque là, j'espère que cela vous aura éclairé sur la manière dont agissent les plastifiants !!!