Polypropylène

Polypropylène isotactique
Polypropylène
Général
Nom IUPAC
Synonymes	polypropène isotactique, sigle PP (ou PPi)
N CAS	9003-07-0
SMILES
Propriétés chimiques
Formule brute	C3H6
Masse molaire	42,0797 ± 0,0028 g·mol
Propriétés physiques
T° transition vitreuse	~ -10 °C
T° fusion	145 à 175 °C
Masse volumique	~ 0,9 g·cm
Thermochimie
Cp
Propriétés électroniques
constante diélectrique	2,3 (1 kHz, 25 °C) 2,3 (1 MHz, 25 °C) 2,3 (1 GHz, 25 °C)
Cristallographie
Système cristallin	hélices ; système monoclinique (principalement)
Propriétés optiques
Indice de réfraction	$n_{}^{20}$ 1,49
Précautions
SIMDUT
Produit non contrôlé
Classification du CIRC
Groupe 3 : Inclassable quant à sa cancérogénicité pour l'Homme
Écotoxicologie
DL	>99 000 mg/kg (rat, i.v.) >110 000 mg/kg (rat, i.p.)
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le polypropylène (ou polypropène) isotactique, de sigle PP (ou PPi) et de formule chimique (-CH₂-CH(CH₃)-)_n, est un polymère thermoplastique semi-cristallin de grande consommation.

Le polypropylène isotactique est une polyoléfine résultant de la polymérisation des monomères propylène [(CH₂=CH-CH₃)] en présence de catalyseurs, suivant principalement le procédé Ziegler-Natta.

Giulio Natta et le chimiste allemand Karl Rehn obtinrent, en mars 1954, un polypropylène à structure géométrique cristalline régulière. Natta emploie le terme « isotactique » pour décrire ce polymère. Les chaînes d’un polymère isotactique peuvent se rapprocher les unes des autres pour former un solide ordonné.

Plus tard, il mettra au point des catalyseurs stéréospécifiques permettant l’obtention systématique de tels polymères.

Voir aussi John Paul Hogan et Robert Banks.

Le polypropène syndiotactique (PPs) est industrialisé à partir de 1992.

• Module de Young : 1,1 à 1,6 GPa
• Taux de cristallinité : 0,7 à 0,8 (PPi) ; _{0,3 à 0,4 (PPs) ;} 0 (PPa)
• Retrait : 1 à 2,5 %

Le polypropylène de grade « injection » est très facilement recyclable ; le PP de grade « film » est au contraire beaucoup plus délicat à recycler, surtout s'il est imprimé. Le PP film imprimé est sûrement l'un des plastiques usuels les plus difficiles à recycler.

Le polypropylène est translucide à opaque, hydrophobe, dur, semi-rigide et très résistant à l’abrasion.
Pour augmenter ses propriétés mécaniques, il est courant qu'il soit chargé en fibre de verre, à hauteur de 10 à 30 % en général.

Le polypropylène expansé, de sigle EPP en anglais, est une mousse blanche ressemblant au polystyrène expansé, mais avec une mémoire de forme lui permettant de se déformer sans casser et de conserver sa structure.

Le propylène peut former des homopolymères (polypropylène), des copolymères statistiques ou des copolymères en bloc. Le co-monomère le plus utilisé est l’éthylène pour donner des polyoléfines élastomères comme l’éthylène-propylène (EPR ou EPM) et l’éthylène-propylène-diène monomère (EPDM).

Selon sa tacticité, le polypropylène peut être:

On trouve beaucoup de pièces moulées en polypropylène pour la construction automobile, notamment les pare-chocs, les tableaux de bord, l'habillage de l'habitacle et les réservoirs d'essence et de liquide de frein. Le polypropylène est aussi beaucoup utilisé pour les emballages alimentaires pour sa résistance à la graisse (exemple : emballages de beurre) et son aspect brillant. Il est également utilisé pour la fabrication de tissus d'ameublement, de vêtements professionnels jetables (combinaisons de peinture, charlottes, masques chirurgicaux...), de sacs tissés à haute résistance, de géotextiles et de géomembranes ; on le trouve aussi sous forme de fibres dans les cordages et les tapis synthétiques. Des pailles à boire sont également fabriquées en polypropylène.

En longueur nominale de 6 à 18 mm, la fibre de polypropylène est l’adjuvant idéal dans les mélanges en béton pour diminuer le retrait plastique, les fissurations et les lézardes, et augmenter les propriétés de la surface du béton. Les fibres ne remplacent pas le renforcement structurel traditionnel en acier ou les procédés habituels de bonne prise du ciment, mais il est très souvent possible de remplacer les treillis par ces fibres.

Plusieurs pays ont émis des billets en polypropylène, dont l'Australie, le Mexique et Israël.

Le polypropylène présente de nombreux avantages : il est bon marché, alimentaire (inodore et non toxique), indéchirable, très résistant à la fatigue et à la flexion (fabrication de charnières), très peu dense, chimiquement inerte, stérilisable et recyclable. C'est de plus un excellent isolant électrique.

Par contre, il est fragile (cassant) à basse température (car sa Tg est proche de la température ambiante), sensible aux UV, moins résistant à l'oxydation que le polyéthylène et difficile à coller.

La résilience du polypropylène peut être améliorée en malaxant du PPi avec les élastomères EPR ou EPDM.

Sa production en masse est source d'impacts environnementaux et de consommation de pétrole, ainsi que d'émission de gaz à effet de serre. Son impression ou certains additifs (fibres, métaux lourds, ingnifugeants) peuvent rendre son recyclage difficile ou impossible de manière rentable.
Les progrès de l'écoconception dans la plasturgie pourraient faciliter le tri et le recyclage de ce matériau.