« Grade (matériau) » : différence entre les versions

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Pour certaines familles de matériau, en particulier les polymères, des secteurs professionnels tels les pétroliers, les producteurs de polymères (comprenant les caoutchoutiers), les compoundeurs et les laboratoires industriels ou universitaires, ont développé différents grades adaptés à toutes sortes d'applications ou à des besoins particuliers en formulation. Au sein d'une (sous-)famille, un grade est un produit chimique ou un mélange (tel un compound) de caractéristiques spécifiées, souvent définies par des normes générales ou internes.

Appellation

La nomenclature des grades est parfois normalisée, pour mieux les différencier. L'appellation diffère suivant le producteur.

Un grade peut être exprimé par un terme (sigle du produit considéré, code, nom commercial) suivi (ou non) de la valeur réelle d'un(des) paramètre(s) caractéristique(s) (exemples : taux de « comonomère »^[1], d'ingrédient (constituant), viscosité). Par exemple, Buna VSL 5025-1 HM est le nom d'un grade d'un élastomère. Certains grades appartiennent à des séries 1000, 2000, 2100 (par exemple).

Exemples

Voici, pour donner une idée de la diversité de l'offre, une liste non exhaustive de types de grades :

chez les pétroliers^[3], on distingue les huiles moteur monogrades (viscosité SAE 30W l'hiver, ...) et multigrades (synthétiques SAE 10W40 toutes saisons, ...) ;
pour certains peroxydes tels le peroxyde de benzoyle, différents grades sont disponibles sur le marché (exemples : granulés quasi purs ou de pureté variable, pâte plus ou moins liquide, poudre ; un flegmatisant peut être ajouté) ;
concernant les polymères, l'offre est pléthorique. Il peut exister plusieurs dizaines de grades d'un polymère^[4]. Le tableau ci-dessous donne un aperçu des possibilités.

Types de grades (exemples)	Commentaire	Exemple(s) / lien(s)
Additivé	Formulé avec colorant, stabilisants (antioxydant, anti-UV, ...), plastifiant^[5], agents : glissant, gonflant^[6], etc.	PVC souple (plastifié). Voir aussi Additifs pour matières plastiques.
Basse ; haute viscosité	En fonction de la longueur des chaînes^[7]. Si basse viscosité : mélangeage facilité, grades liquides.	Voir aussi Grade MFI.
id.	En fonction de la consistance (viscosité) Mooney, exprimée en « points »^[8].	Concerne les élastomères solides.
Thermostable (grade technique)	Polymère chimiquement modifié ; additivé - prix élevé.	PEEK (produit thermoplastique très technique, à forte valeur ajoutée) chargé avec 30 % de fibre de carbone.
Greffé ; additivé	Polymère greffé ; additivé.	Greffage de groupes polaires, pour la formulation d'adhésifs.
Incombustible	Intrinsèquement résistant à la flamme ; formulé avec ignifugeant(s).	Voir par exemple Indice limite d'oxygène.
Renforcé de fibre ; renforcé de verre	Pour améliorer certaines propriétés thermomécaniques.	PEEK renforcé avec 30 % de fibre de carbone.
« Cobalt » ; « lithium »	En fonction du catalyseur de polymérisation utilisé. Le système catalytique influence la microstructure, donc certaines propriétés des différents polybutadiènes commercialisés.	Co-BR.
« Émulsion » ; « solution »	En fonction du procédé de polymérisation utilisé.	Copolymère E-SBR^[9].
-	En fonction de la distribution des masses molaires^[10].	Pour l'extrusion-gonflage (photo), une large distribution des masses molaires est nécessaire.
Insaturé	En fonction du taux d'insaturation^[11].	Copolymères IIR, SBR.
Pré-réticulé	En fonction du taux de réticulation, qui est lié au taux d'insaturation.	Il existe des grades pré-réticulés (stabilité dimensionnelle plus élevée).
-	En fonction du taux de « comonomère »^[1]. La proportion des motifs modifie la réactivité, les propriétés physiques.	Taux de « styrène » d'un E-SBR, d'un terpolymère ABS.
-	En fonction du taux de microstructure (1,4-cis-, 1,2-vinyl-, ...), qui influence certaines propriétés.	BR.
-	En fonction de l'extension aux huiles^[12] et/ou au noir de carbone.	E-SBR à 75 pce de noir de carbone de type N330 (noir assez fin).
Très pur	Meilleur vieillissement, coloration plus faible, prix élevé^[13].	Élastomère utilisé en isolation électrique.
Alimentaire	Grade dépourvu de substances indésirables.	Emballage alimentaire en polyéthylène ; fabrication de chewing-gums à partir d'un grade de résine PIB sans additif BHT.
« Bio »	Nouveaux polymères, non traditionnels. Ils ne requièrent pas d'équipement de transformation spécifique.	Bioplastique à base d'amidon de maïs (tel le PLA) ou de pomme de terre.
Grade TSR 20^[14]	Le grade le plus produit du caoutchouc naturel (NR d'usage général).	Utilisé pour la fabrication de pneus, tubes, bandes transporteuses, etc.

Si un grade particulier est recherché (par exemple un polyéthylène d'une certaine viscosité), il peut être nécessaire de consulter l'offre de plusieurs producteurs de matière plastique.

Pour obtenir un compromis de propriétés, le formulateur peut choisir un coupage de deux grades différents.

Notes et références

↑ ^{a et b} Concernant un copolymère, taux (proportion) d'un motif de répétition, en toute rigueur.
↑ À base d'un mélange copolyester-acide polylactique (PLA, biodégradable). Le bioplastique est approvisionné sous forme de granulés qui seront extrudés.
↑ Le terme « coupe » est souvent utilisé en raffinage.
↑ Par exemple, une trentaine de grades de caoutchoucs butyle sont disponibles.
↑ Flexibilité et tenue au froid améliorées.
↑ Légèreté, mousses solides pour l'isolation thermique et/ou phonique.
↑ Pour l'extrusion, on choisit de préférence un polymère avec une masse molaire élevée et une microstructure amorphe.
↑ Exemple : consistance ML(1+4) à 100 °C = 60 points Mooney (« 1 » et « 4 » sont des durées exprimées en minutes).
↑ (en) [PDF] International Institute of Synthetic Rubber Producers, Inc. (IISRP), article sur le SBR (consulté le 15-10-2012).
↑ Qui peut être étroite, moyenne, large, bimodale ou CLCB (Controlled Long Chain Branching en anglais).
↑ Qui peut être faible, moyen, haut ou très haut. Taux primordial pour la vulcanisation au soufre (la réactivité augmente et la tenue à la chaleur diminue si le taux d'insaturation de l'élastomère augmente).
↑ Huiles naphténique ou aromatique étiquetable ; l'addition d'huile permet d'augmenter la tenue au froid et le taux de charges.
↑ Le certificat d'analyse mentionne les teneurs en impuretés.
↑ TSR signifie Technically Specified Rubber.

Articles connexes

[motif-1] {a et b} Concernant un copolymère, taux (proportion) d'un motif de répétition, en toute rigueur.

[2] À base d'un mélange copolyester-acide polylactique (PLA, biodégradable). Le bioplastique est approvisionné sous forme de granulés qui seront extrudés.

[3] Le terme « coupe » est souvent utilisé en raffinage.

[4] Par exemple, une trentaine de grades de caoutchoucs butyle sont disponibles.

[5] Flexibilité et tenue au froid améliorées.

[6] Légèreté, mousses solides pour l'isolation thermique et/ou phonique.

[7] Pour l'extrusion, on choisit de préférence un polymère avec une masse molaire élevée et une microstructure amorphe.

[8] Exemple : consistance ML(1+4) à 100 °C = 60 points Mooney (« 1 » et « 4 » sont des durées exprimées en minutes).

[9] (en) [PDF] International Institute of Synthetic Rubber Producers, Inc. (IISRP), article sur le SBR (consulté le 15-10-2012).

[10] Qui peut être étroite, moyenne, large, bimodale ou CLCB (Controlled Long Chain Branching en anglais).

[11] Qui peut être faible, moyen, haut ou très haut. Taux primordial pour la vulcanisation au soufre (la réactivité augmente et la tenue à la chaleur diminue si le taux d'insaturation de l'élastomère augmente).

[12] Huiles naphténique ou aromatique étiquetable ; l'addition d'huile permet d'augmenter la tenue au froid et le taux de charges.

[13] Le certificat d'analyse mentionne les teneurs en impuretés.

[14] TSR signifie Technically Specified Rubber.

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@@ Ligne 7 : / Ligne 7 : @@
 La nomenclature des grades est parfois normalisée, pour mieux les différencier. L'appellation diffère suivant le producteur.
-Un grade peut être exprimé par un terme (sigle du produit considéré, code, [[nom commercial]]) suivi (ou non) de la valeur réelle d'un(des) paramètre(s) caractéristique(s) (exemples : taux de « [[Copolymère|co]][[monomère]] »<ref name="motif">Concernant un [[copolymère]], taux (proportion) d'un ''[[motif de répétition]]'', en toute rigueur.</ref>, d'ingrédient (constituant), [[viscosité]]). Par exemple, {{Coloré|#800000|[[Buna (caoutchouc)|''Buna'']] VSL 5025-1 HM}} est le nom d'un grade d'un [[élastomère]]. Certains grades appartiennent à des séries 1000, 2000, 2100 (par exemple).
+Un grade peut être exprimé par un terme (sigle du produit considéré, code, [[nom commercial]]) suivi (ou non) de la valeur réelle d'un(des) paramètre(s) caractéristique(s) (exemples : taux de « [[comonomère]] »<ref name="motif">Concernant un [[copolymère]], taux (proportion) d'un ''[[motif de répétition]]'', en toute rigueur.</ref>, d'ingrédient (constituant), [[viscosité]]). Par exemple, {{Coloré|#800000|[[Buna (caoutchouc)|''Buna'']] VSL 5025-1 HM}} est le nom d'un grade d'un [[élastomère]]. Certains grades appartiennent à des séries 1000, 2000, 2100 (par exemple).
 == Exemples ==