Qu’est-ce que la compatibilité chimique des polymères ?
La résistance chimique est une propriété qui se définit par la réaction d’un matériau lors d’un contact court ou prolongé avec un produit chimique. Plus un matériau réagit fortement lors de ce contact, plus il sera endommagé par l’agent chimique en question. À l’inverse, une faible réaction entraînera moins de dommages, permettant ainsi au matériau de conserver ses caractéristiques initiales, par exemple ses propriétés mécaniques.
Un matériau qui demeure stable lorsqu’en contact avec un produit chimique sera donc qualifié de chimiquement résistant à ce produit. Il faut cependant apporter quelques nuances afin de bien évaluer la compatibilité chimique d’un plastique puisque son degré de résistance est souvent limité, entre autres, par la température et le temps d’exposition. Dans le domaine des polymères, la résistance chimique est une propriété prisée puisque les plastiques sont souvent utilisés dans la fabrication de bassins, de réservoirs et de pièces destinées à des environnements corrosifs impliquant des contacts directs avec différents produits chimiques. Afin de cibler le bon plastique en fonction d’une application précise, il est primordial d’évaluer l’environnement dans lequel ce dernier devra performer. Il faudra prendre en compte :
- le type de produits chimiques utilisés
- la concentration des agents chimiques
- la température des produits chimiques
- et les contraintes mécaniques supplémentaires.
Il s’agit là de facteurs qui joueront un rôle majeur sur la capacité d’un polymère à conserver ses propriétés mécaniques et à performer de façon durable. Il faut tout de même considérer que même un plastique chimiquement inerte, donc doté d’un très large spectre de résistance quant au pH et aux types de produits chimiques, ne sera pas en mesure de résister à n’importe quels agents chimiques. Il est donc essentiel de bien évaluer le ou les agents en question afin de faire le juste choix de polymère et s’assurer que celui-ci est chimiquement compatible.
Les principales catégories de produits chimiques en contact avec des polymères
- Les acides (par exemple l’acide chlorhydrique, l’acide sulfurique, l’acide nitrique) pH < 7
- Les bases (par exemple l’ammoniaque, l’eau de Javel et plusieurs types de détergents) pH > 7
- Les solvants et les alcools (par exemple le méthanol, l’éthanol ou l’essence)
Les plastiques standards qui résistent aux produits chimiques
PVC (polychlorure de vinyle)
Souvent de couleur grise, le polychlorure de vinyle est un plastique que l’on utilise fréquemment dans la fabrication de tuyaux, de bassins ainsi que de divers pièces et accessoires de plomberie et de ventilation. Il a comme avantage d’être un matériau facile à travailler, à coller ou à souder. Il s’agit d’un polymère majoritairement utilisé dans le secteur de la construction.
PP (polypropylène)
Le polypropylène est un plastique chimiquement inerte et, tout comme le PTFE, de grade alimentaire. Il peut donc être utilisé pour des applications entrant directement en contact avec des aliments. Ce polymère est aussi doté de très bonnes propriétés mécaniques, notamment une excellente résistance à la flexion. De plus, il résiste très bien aux produits chimiques standards. Par contre, il est plus judicieux d’opter pour un plastique spécialisé tels le PTFE ou le PVDF pour des applications entrant en contact avec des produits extrêmement corrosifs. Étant peu coûteux, le polypropylène est une excellente option pour la fabrication de réservoirs de très grandes tailles.
HDPE (polyéthylène à haute densité)
Le polyéthylène à haute densité est un plastique très polyvalent, souvent reconnu pour sa rigidité, sa stabilité et la facilité avec laquelle il peut être soudé. Il est fréquemment utilisé dans les industries alimentaire et médicale en raison de sa compatibilité chimique très avantageuse. C’est un des premiers choix de matériaux pour la conception de réservoirs rotomoulés servant à contenir, la plupart du temps, des produits chimiques ou des agents corrosifs. Il possède aussi une très bonne résistance aux solutions acides.
Les plastiques de haute performance résistant aux produits chimiques
PVDF (polyfluorure de vinylidène)
Le polyfluorure de vinylidène, communément appelé PVDF, est un plastique de haute performance de la famille des fluoropolymères utilisé dans des applications spécialisées, notamment dans l’industrie chimique et dans les domaines alimentaire et médical. Il est fréquemment utilisé dans la conception de pièces ou de revêtements à haute résistance chimique et ses propriétés mécaniques sont supérieures à celles du PTFE. En plus de résister aux produits chimiques, il résiste aussi aux acides et autres liquides à températures élevées. On l’utilise comme recouvrement de cuves et de bassins de trempage où il y a présence d’agents chimiques très concentrés.
PTFE ou Téflon (polytétrafluoroéthylène)
Plus fréquemment appelé Téflon, le polytétrafluoroéthylène est un polymère de la famille des fluoropolymères utilisé pour les applications les plus exigeantes. Étant chimiquement inerte, ce polymère est reconnu pour son excellente résistance chimique en plus d’être de qualité alimentaire. Il tolère autant des cycles de stérilisation à des températures élevées que des nettoyages très agressifs. Puisqu’il combine résistance chimique et résistance thermique, il est utilisé dans un large éventail d’applications médicales, pharmaceutiques et alimentaires. Bien que beaucoup plus dense que la majorité des plastiques, il demeure relativement léger et résiste bien aux impacts.
FRP (plastique renforcé de fibres)
Mieux connu sous le nom anglais de FRP (fibre reinforced plastic), le PFR (plastique renforcé de fibres) est un matériau composite souvent renforcé de verre et très différent des matériaux cités ci-dessus. En effet, il ne sert pas à fabriquer des réservoirs ou des pièces mécaniques, mais plutôt à concevoir des structures qui sont résistantes à la corrosion. En ce qui concerne la solidité, on peut comparer les structures de PFR à celles conçues en acier. Parfaitement adaptées aux environnements humides et corrosifs, les structures de FRP peuvent aussi être nettoyées à l’aide de produits agressifs sans perdre leurs propriétés. Pour en apprendre davantage sur les structures en caillebotis de PFR, consultez nos articles :
- Le FRP pour une usine de traitement des eaux
- Des structures durables et antidérapantes pour le secteur alimentaire
- 4 questions à se poser pour choisir le bon matériau pour ses structures
Les applications des plastiques résistant aux produits chimiques:
- Bassins et cuves de stockage de produits chimiques
- Bacs de trempage
- Tuyaux et tubes
- Équipement de laboratoire
- Équipement médical
- Joints d’étanchéité
- Pièces mécaniques
- Poulies et pistons
- Pièces de machineries alimentaires soumises à des lavages fréquents
- Plateformes
- Caniveaux et autres éléments de structures
