Polychlorure de vinyle

Polychlorure de vinyle
Général
Synonymes	PVC
N CAS	9002-86-2
PubChem	6338
SMILES
InChI
Propriétés chimiques
Formule brute	C2H3Cl  (C2H3Cl)n n = 700 à 1500
Masse molaire	62,498 ± 0,004 g·mol
Propriétés physiques
T° transition vitreuse	80 °C
T° fusion	>180 °C (décomposition)
Masse volumique	1,38 g·cm
T° d’auto-inflammation	600 °C
Limites d’explosivité dans l’air	inférieure : 60 g·m
Propriétés électroniques
constante diélectrique	3,39 (1 kHz, 25 °C) 2,9 (1 MHz, 25 °C) 2,8 (1 GHz, 25 °C) 5,3 (1 kHz, 100 °C) 3,3 (1 MHz, 100 °C) 2,7 (1 GHz, 100 °C)
Propriétés optiques
Indice de réfraction	$n_{}^{20}$ 1,52–1,55
Précautions
SIMDUT
Produit non contrôlé
Classification du CIRC
Groupe 3 : Inclassable quant à sa cancérogénicité pour l'Homme
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le polychlorure de vinyle ou chlorure de polyvinyle est un polymère thermoplastique de grande consommation, amorphe ou faiblement cristallin, connu généralement sous le sigle PVC (de l'anglais polyvinyl chloride).

De formule − (CH₂ − CHCl)_n − , il est obtenu par polymérisation radicalaire du monomère chlorure de vinyle, CH₂ = CHCl. Le PVC est un matériau organique.

Le polychlorure de vinyle a été découvert par accident à au moins deux occasions au cours du XIX siècle, d'abord en 1835 par Henri Victor Regnault et en 1872 par Eugen Baumann. Dans les deux cas, le polymère est apparu comme un solide blanc dans des bouteilles de chlorure de vinyle après exposition à la lumière solaire. Au début du XX siècle, les chimistes russes Ivan Ostromislensky et Fritz Klatte ont tous deux tenté d'utiliser le PVC dans des produits commerciaux, mais leurs efforts ne furent pas couronnés de succès à cause des difficultés de transformation du polymère. En 1926, Waldo Semon, en collaboration avec la société B.F. Goodrich, a développé une méthode de plastification du PVC en le mélangeant avec des additifs. Ceci a permis de rendre le matériau plus flexible et plus facile à fabriquer, genèse du succès commercial du PVC.

Sa polymérisation est initiée par des radicaux.

Historiquement le monomère de chlorure de vinyle (formule chimique CH₂=CHCl) était produit par réaction de l'éthylène avec du chlore gazeux. Aujourd'hui, il s'agit d'une réaction opposant l'éthylène avec l'acide chlorhydrique, en présence d'oxygène, qui est généralement utilisée. Le produit intermédiaire, le dichloroéthane se transforme en chlorure de vinyle sous l'effet de la chaleur.
Le PVC est insoluble dans son monomère.

Si le PVC est autant décrié, c'est parce qu'il est soupçonné de contribuer aux pluies acides, au rejet de dioxines et aux cancers. Le PVC permet cependant l'utilisation du chlore rejeté lors de la fabrication de produits tels le savon, la lessive. C'est aujourd'hui une des solutions pour éviter des stockages importants et dangereux de chlore.

Le PVC rigide est auto-extinguible.

On ajoute très souvent au PVC des plastifiants (pour former par exemple des plastisols) afin d'améliorer certaines caractéristiques (souplesse, allongement à la rupture, tenue au froid et aux chocs, etc.) ou de faciliter la mise en œuvre.

Le PVC souple (plastifié) représente environ 30 % de la consommation de PVC.

Parmi les plastifiants utilisés, de nombreux phtalates sont nocifs. Au cours du temps, ils peuvent migrer (permanence non assurée, due à une incompatibilité avec la matrice polymère) et se déposer en surface (phénomène d’exsudation) des objets souples en PVC. Pour cette raison, leur usage est limité dans les jouets par une directive européenne.

D'autres plastifiants sont autorisés, dans la famille des adipates ou même des huiles végétales (par exemple l'huile de soja). Ils permettent depuis de nombreuses années la fabrication du film étirable alimentaire. Cependant, au contact des corps gras des aliments, certains plastifiants hydrophobes migrent dans la nourriture. D'autres alternatives sont en développement pour remplacer à terme le PVC dans les films alimentaires.

Le PVC est le plus souvent mis en forme par des procédés en continu (extrusion, enduction). L'extrusion est utilisée notamment pour la fabrication des profilés des fenêtres et des tubes en PVC. L'injection est moins utilisée en raison des risques de dégagement d'acide chlorhydrique, mais de nombreux articles sont cependant produits industriellement : pièces de canalisation, équipements électriques...

Pour assembler différentes pièces en PVC, les méthodes les plus couramment utilisées sont le collage et différentes techniques de soudage, notamment le thermosoudage.

Il existe de nombreuses utilisations du PVC dans l'industrie. On trouve principalement trois types de PVC.

• Le PVC rigide, typiquement les tuyaux de canalisation, a un aspect lisse. Ces tuyaux sont aussi utilisés dans la fabrication d'armes de Grandeur nature. Les tuyaux représentent plus de 40 % de la consommation de PVC. On fabrique des cartes « format carte de crédit » (genre carte de membre, fidélité, réduction, client, etc.). Elles peuvent être aussi en polyéthylène téréphtalate (PET).
• Le PVC souple, qui recouvre certaines pièces telles les manches de pinces, a un aspect brillant. On peut aussi le trouver dans des revêtements de sol et dans des types de plafonds comme les plafonds tendus.
• Les films de PVC plastifié (commercialisé en bobines) utilisé (sous forme de film adhésif) comme lamination ou pour le marquage publicitaire, ou (sous forme de film étirable) comme emballage.

Brûler du polychlorure de vinyle dégage majoritairement de l'acide chlorhydrique en présence de la vapeur d'eau contenue dans l'air. À l'heure actuelle, toutes les usines d'incinération d'ordures ménagères homologuées sont munies de filtres anti-acides, car il y a des chlorures dans de nombreux déchets. Brûler des déchets en plein air est une atteinte grave à l'environnement. En outre, la combustion du PVC génère des dioxines et furanes en quantité variable suivant les conditions de combustion.

Pour reconnaître du PVC, il faut l'exposer à une flamme. Si celle-ci devient verte, il s'agit bien de PVC. Les fumées piquent les yeux (dégagement d'acide chlorhydrique HCl) et la flamme s'éteint d'elle-même.