La plupart des plastiques conventionnels ne se dissolvent pas dans l'eau, le sol ou l'océan. Leurs chaînes polymères sont conçues pour résister à ces conditions. La solubilité d'un plastique dépend du type de polymère, du solvant avec lequel il entre en contact et de sa structure. Comprendre ces phénomènes est essentiel pour faire des choix éclairés en matière d'élimination, de recyclage et de choix des matériaux plastiques.
On rencontre souvent l'idée fausse selon laquelle le plastique se “ décomposera de lui-même ”. le recyclage, il s'agit d'une croyance persistante et coûteuse.
Pourquoi la plupart des plastiques résistent-ils à la dissolution ?
Le plastique conventionnel résiste à la dissolution grâce à sa structure moléculaire. Il est constitué de longues chaînes polymères aux liaisons carbone-carbone fortes. Ces liaisons ne se rompent pas dans l'eau, le sol ou les environnements courants. Il faut un solvant compatible, une chaleur intense ou un rayonnement UV pour les affaiblir.
L'eau est une molécule polaire, mais la plupart des plastiques courants comme le polyéthylène (PE) et le polypropylène (PP) sont non polaires. Cela signifie que l'eau ne peut pas interagir avec leurs chaînes polymères au niveau moléculaire. Cette résistance est une caractéristique, et non un défaut. La même stabilité chimique qui rend le plastique utile lui permet également de durer des siècles après avoir été jeté.
Les plastiques semi-cristallins comme le nylon sont particulièrement résistants car leur structure dense empêche la pénétration des solvants. Les plastiques amorphes comme le polystyrène (PS) sont plus sensibles à certains solvants organiques, mais restent insolubles dans l'eau. Ces recommandations concernent les plastiques dérivés du pétrole ; les matériaux spéciaux et biosourcés présentent un comportement différent.
Qu'est-ce qui peut réellement dissoudre le plastique ?
Un solvant organique peut dissoudre un plastique si leurs polarités sont compatibles. On résume souvent ce principe par l'expression “ qui se ressemble s'assemble ”. Les plastiques amorphes sont plus sensibles à la dissolution car leur structure désordonnée permet aux molécules de solvant de pénétrer le réseau polymère.
- Tétrahydrofurane (THF) est un solvant très efficace pour de nombreux plastiques amorphes, notamment le polystyrène, le PVC et le polycarbonate.
- Acétone Il dissout le polystyrène et l'ABS. C'est pourquoi le polystyrène expansé s'affaisse au contact de produits à base d'acétone.
- Dichlorométhane Il est utilisé en milieu industriel pour dissoudre le polycarbonate et certains acryliques.
Les plastiques hautement cristallins comme le polyéthylène haute densité (PEHD) et le polypropylène résistent à la plupart des solvants courants à température ambiante. La chaleur permet de surmonter cette résistance. Par exemple, certaines polyoléfines se dissolvent dans des solvants chauds à plus de 120 °C, mais cette solution n'est pas envisageable en dehors du milieu industriel. Le facteur déterminant est le type de polymère, et non le terme “ plastique ” en général.
Plastiques solubles : une catégorie distincte
Une catégorie particulière de plastiques est conçue pour se dissoudre dans des conditions spécifiques. Il ne s'agit pas de plastiques ordinaires. Le plus courant est l'alcool polyvinylique (PVA), qui est soluble dans l'eau. On le trouve notamment dans les capsules de lessive, les films agricoles et les emballages médicaux. Le PVA se dissout grâce à sa structure moléculaire qui comprend des groupes hydroxyle interagissant avec les molécules d'eau.
La température à laquelle le PVA se dissout dépend de sa composition. Certaines qualités se dissolvent dans l'eau froide (en dessous de 20 °C), tandis que d'autres nécessitent de l'eau chaude (au-dessus de 60 °C). Cela les rend utiles pour les applications exigeant une dissolution contrôlée.
Les bioplastiques issus de l'amidon de maïs ou de la canne à sucre appartiennent à une catégorie apparentée mais distincte. Ils sont biodégradables, mais non solubles dans l'eau. Leur décomposition, sous l'effet de l'activité microbienne, s'étale sur plusieurs mois dans des conditions de compostage. Il est fréquent de confondre les plastiques solubles dans l'eau et les plastiques biodégradables ; leurs modes de décomposition et leurs modalités d'élimination diffèrent.
Comment se dégrade réellement le plastique conventionnel ?
Dans la nature, les plastiques conventionnels ne se dissolvent pas ; ils se dégradent. Le principal processus est la photodégradation. Les rayons UV du soleil attaquent les chaînes polymères, les fragmentant en particules plus petites. La chaleur et l’oxygène accélèrent ce processus. La plupart des plastiques contiennent des antioxydants pour le ralentir, mais une fois ces derniers épuisés, le plastique devient cassant.
Il ne s'agit pas d'une dissolution complète. Le plastique ne disparaît pas. Il se fragmente en minuscules particules appelées microplastiques. Ces particules, de moins de 5 mm, se retrouvent dans les océans, les sols et même notre eau potable. La dégradation signifie simplement que la masse de plastique est dispersée dans l'environnement sous forme fragmentée. Cette distinction est essentielle pour la gestion des déchets.
Recyclage chimique par dissolution
La dissolution contrôlée des plastiques est essentielle dans un procédé industriel émergent : le recyclage chimique. Cette méthode utilise des solvants spécifiques pour dissoudre les polymères cibles présents dans les déchets mélangés. Après séparation des contaminants, les polymères sont précipités sous forme de matériau purifié, prêt à être réutilisé. Ce procédé permet d'isoler et de récupérer les plastiques sans dégrader les chaînes polymères.
Une autre méthode, appelée dépolymérisation, utilise la chaleur et des produits chimiques pour décomposer les polymères en leurs monomères constitutifs. La pyrolyse est une autre méthode de recyclage chimique qui transforme les déchets plastiques mélangés en combustible grâce à la chaleur, en l'absence d'oxygène. Ces procédés sont utiles pour les plastiques mélangés ou contaminés qui ne peuvent être recyclés mécaniquement.
Pourquoi le traitement mécanique reste essentiel
Pour la plupart des déchets plastiques, la réduction mécanique de la taille est la première étape la plus rentable du recyclage. machines de broyage de plastique Transformer les déchets en vrac en granulés ou en flocons uniformes. Ceux-ci peuvent être retraités directement ou préparés pour d'autres méthodes de recyclage.
L'efficacité du recyclage mécanique dépend de l'homogénéité de la granulométrie et de la maîtrise des contaminations. Un tri et un traitement appropriés permettent au matériau recyclé de conserver sa qualité et d'être réutilisé. En cas de mélange de différents types de résine, la qualité diminue et le matériau peut être refusé par les transformateurs. Le choix du concasseur adapté au matériau d'entrée est donc primordial pour la réussite du recyclage.
Conclusion
La plupart des plastiques sont conçus pour résister à la dissolution dans l'eau et d'autres substances courantes. La solubilité d'un plastique donné dépend de sa structure chimique et du solvant utilisé. Les plastiques solubles, comme le PVA, constituent une catégorie de plastiques conçus spécifiquement pour des usages particuliers.
À IPG, Nous aidons les recycleurs et les fabricants à optimiser le traitement de leurs déchets plastiques. Nous constatons que l'idée que le plastique disparaîtra de lui-même entraîne une contamination et une augmentation des coûts. Un système de broyage adapté permet de résoudre ces problèmes à la source. Les opérations de recyclage les plus performantes reposent sur une identification précise des résines et l'utilisation d'équipements compatibles.
Si vous recherchez des équipements de broyage de plastique, n'hésitez pas à faire part de vos types de matériaux et de vos objectifs à notre équipe. Nous vous aiderons à trouver la configuration de broyeur adaptée à vos besoins.
FAQ
Le plastique se dissout-il dans l'eau ?
La plupart des plastiques ne le sont pas. Ils sont non polaires, tandis que l'eau est polaire, ce qui les rend chimiquement incompatibles. La principale exception est le PVA (alcool polyvinylique), conçu pour être soluble dans l'eau.
Quel liquide dissout le plastique ?
Cela dépend du plastique. Le THF dissout le polystyrène et le PVC. L'acétone dissout le polystyrène et l'ABS. Les plastiques cristallins comme le PEHD résistent à la plupart des solvants courants à température ambiante.
Le plastique se dissout-il dans l'océan ?
Non. Sous l'effet du soleil et des vagues, le plastique présent dans l'océan se dégrade en fragments plus petits, formant des microplastiques. La masse polymère, quant à elle, demeure dans l'environnement.
Combien de temps faut-il pour que le plastique se décompose ?
Cela dépend du type de plastique et de l'environnement. Les estimations varient de 20 ans pour un film mince à 500 ans pour les plastiques rigides. Il s'agit d'une durée de dégradation, et non de dissolution.
De quoi est fait le plastique soluble ?
La plupart sont fabriqués à partir d'alcool polyvinylique (PVA) ou de biopolymères à base d'amidon. Le PVA se dissout dans l'eau, tandis que les plastiques à base d'amidon sont décomposés par les microbes.
Le plastique peut-il être recyclé au lieu d'être dissous ?
Oui. Pour la plupart des déchets plastiques, le recyclage mécanique par broyage est la principale méthode. Le recyclage chimique est une option complémentaire pour les plastiques mélangés ou contaminés.