🔎 Polypropylène - Propriétés physiques

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Propriétés physiques

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).

Polymérisation

Variation du module d'un PPi avec la température, mettant en évidence la chute brutale du module de ce polymère semi-cristallin à l'approche de la température de fusion

Moulage par injection : schéma et températures

Selon sa tacticité, le polypropylène peut être:

	Atactique (PPa)	Syndiotactique (PPs)	Isotactique (PPi)
Cristallinité	Amorphe	Cristallinité moyenne (20 - 30%)	Cristallinité élevée (50 - 70%)
Point de fusion	Pas de point de fusion	130 - 150°C. Un polypropylène syndiotactique ayant une cristallinité de 30% a un point de fusion de 130°C.	Un polypropylène parfaitement isotactique a un point de fusion de 171°C. Les polypropylènes isotactiques commerciaux ont un point de fusion entre 160 et 166°C.
Masse volumique	0.85 – 0.90 g/cm³	0.89 – 0.91 g/cm³	0.92 – 0.94 g/cm³
Produit commercial	Affiche une faible résistance mécanique et présente peu d'intérêt industriel	Peu	C'est le polypropylène commercial le plus courant
Première fabrication		1992	1954 : Giulio Natta et Karl Rehn
Méthode de fabrication		Polymérisation par catalyse avec un métallocène	Polymérisation Ziegler-Natta

Avantages et inconvénients

Code d'identification

Polluants atmosphériques produits lors de la fabrication du polypropylène (PP). Diagrammes pour le CO (monoxyde de carbone) et les COV (composés organiques volatils)

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.