Polyéthylène haute densité

Le polyéthylène haute densité (PE-HD)[2] est un polyéthylène qui a été synthétisé en 1953 par le chimiste et prix Nobel allemand Karl Ziegler.

Identification
Polyéthylène haute densité

Synonymes	PE-HD PEHD HDPE
N^o CAS	9002-88-4
N^o ECHA	100.121.698
SMILES	CC PubChem, vue 3D
Propriétés chimiques
Formule	(C₂H₄)_n
Propriétés physiques
Masse volumique	0,941–0,965 g·cm^-3[1]
Conductivité thermique	0,46–0,51 W·m^-1·K^-1
Propriétés électroniques
Constante diélectrique	2,3 (60 Hz) 2,3 (1 MHz)[1]
Propriétés optiques
Indice de réfraction	$n_{}^{20}$ 1,54[1]
Transparence	translucide

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Code d'identification de la résine PE-HD.

Fabrication

Les PE-HD peuvent être produits par polymérisation coordinative de type catalyse de Ziegler-Natta ou catalyse avec un métallocène.

Propriétés

Polyoléfine semi-cristalline
Température maximale d'emploi : 105 °C ; température de fragilisation : −50 °C
Compatible aux micro-ondes
Bonne flexibilité
Très bonne résistance aux acides, alcools aliphatiques, aldéhydes, hydrocarbures aliphatiques et aromatiques
Faible résistance aux agents oxydants, qui peuvent alors faciliter l'installation d'un biofilm indésirable[3].

Il est régénéré et recyclé sous forme de granulés.

Usages

Canalisation en PE-HD à Mexico (2016).

Utilisation au Rwanda pour la collecte des eaux pluviales.

Il est par exemple utilisé pour produire des caisses en plastique hautement résistantes, des canoës-kayaks, emballages de produits détergents, bidons d'huile moteur, bouteilles de lait et de shampoing, flacons de médicaments, bouchons de boissons gazeuses, filets de signalisation pour les conduites, câbles enterrés et des tubes pour le transport de gaz, d'eau ou de câbles[4].

On en fait aussi des bâches et des géomembranes par exemple utilisées comme barrière d'étanchéité dans les décharges dites « ISDND » (Installations de stockage de déchets non dangereux) bien que « malgré les bonnes propriétés initiales du PEHD, face aux agressions chimiques et biologiques du lixiviat, sa durabilité reste une question ouverte »[3].

Résistance

La plupart des polymères sont plus ou moins biodégradables[5].

En se dégradant (ex. : par oxydation de surface ou dégradation mécanique), le polyéthylène peut perdre son caractère hydrophobe et faciliter l'accroche d'un biofilm, lequel pourrait alors lentement contribuer à sa dégradation (à échelle micro- ou nanoscopique)[6]. Des études ont porté sur la biodégradation du polyéthylène en présence de diverses souches bactériennes pures[7]^,[8]^,[9]^,[10] ou dans des composts où il est alors aussi exposé à des champignons[11]^,[12]^,[13], et quelques études ont exposé du PEHD à des lixiviats de décharges (de type ISDND), par exemple avec un PEHD sans additif incubé sept mois dans un lixiviat d’ISDND vieux de dix ans, ainsi que dans un lixiviat abiotique (débarrassé de ses micro-organismes par du thiomersal) et maintenu à 40 °C, après oxydation effectuée en laboratoire conformément à la norme NF EN ISO 13 438 des géosynthétiques[3]. Quand un film de PEHD a été oxydé en laboratoire, il perd principalement des acides carboxyliques et cette oxydation permet effectivement l'apparition d'un biofilm quand il est immergé dans le lixiviat, alors que seule une cristallisation de carbonates se forme si la membrane n'a pas été oxydée[3].

Notes et références

(en) J. G. Speight, Norbert et Adolph Lange, Lange's handbook of chemistry, New York, McGraw-Hill, 2005, 16^e éd., 1623 p. (ISBN 978-0-07-143220-7, LCCN 84643191), p. 2.807 et 2.762
Nom et abréviation selon la norme EN ISO 1043-1, Plastiques - Symboles et termes abrégés - Partie 1 : polymères de base et leurs caractéristiques spéciales.
Pons, C., Farcas, F., Richaud, E., Fayolle, B., Bouchez, T. et Mazeas, L., Influence de la préoxydation d’un PEHD sur l’extraction des carbonyles et la croissance d’un biofilm, Matériaux & Techniques, 2012, 100(3), 211-220.
Tube noir avec une bande bleue pour le transport de l'eau potable, bande jaune pour le gaz en France, bande rouge pour câbles électriques et bande verte pour câbles télécom sur grandes distances.
J.P. Eubeler, M. Bernhard et T.P. Knepper, Environmental biodegradation of synthetic polymers, Part. II: Biodegradation of different polymer groups, TrendsAnal. Chem., 2009
F. Fritz-feugeas, A. Cornet et B. Tribollet, Biodétérioration des matériaux : Action des microorganismes, de l’échelle nanométrique à l’échelle macroscopique, 2008, Édition Ellipses
A.C. Albertsson, B. Erlandsson, M. Hakkarainen et S. Karlsson, J. Environ. Polym. Degrad., 6 (1998) 4
M. Weiland et A. Daro David, Polym. Degrad. Stabil., 48 (1995) 275-289
K. Yamada-Onodera, H. Mukumoto, Y. Katsuyaya, A. Saiganji et Y. Tani, Polym. Degrad. Stabil., 72 (2001) 323-327
S. Bonhomme, A. Cuer, A.-M. Delort, J. Lemaire, M. Sancelme et G. Scott, Polym. Degrad. Stabil., 81 (2003) 441-452
I. Jakubowicz, Polym. Degrad. Stabil., 80 (2003) 39-43
E. Chiellini, A. Corti et S. D’Antone, Polym. Degrad. Stabil., 92, 2007, 1378-1383
T.F.M. Ojeda, E. Dalmolin, M.M.C. Forte, R.J.S. Jacques, F.M. Bento et F.A.O. Camargo, Polym. Degrad. Stabil., 94, 2009, 965-970

Voir aussi

Articles connexes

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[Lange_16ed-1] (en) J. G. Speight, Norbert et Adolph Lange, Lange's handbook of chemistry, New York, McGraw-Hill, 2005, 16^e éd., 1623 p. (ISBN 978-0-07-143220-7, LCCN 84643191), p. 2.807 et 2.762

[2] Nom et abréviation selon la norme EN ISO 1043-1, Plastiques - Symboles et termes abrégés - Partie 1 : polymères de base et leurs caractéristiques spéciales.

[Pons2012Biofilm-3] Pons, C., Farcas, F., Richaud, E., Fayolle, B., Bouchez, T. et Mazeas, L., Influence de la préoxydation d’un PEHD sur l’extraction des carbonyles et la croissance d’un biofilm, Matériaux & Techniques, 2012, 100(3), 211-220.

[4] Tube noir avec une bande bleue pour le transport de l'eau potable, bande jaune pour le gaz en France, bande rouge pour câbles électriques et bande verte pour câbles télécom sur grandes distances.

[5] J.P. Eubeler, M. Bernhard et T.P. Knepper, Environmental biodegradation of synthetic polymers, Part. II: Biodegradation of different polymer groups, TrendsAnal. Chem., 2009

[6] F. Fritz-feugeas, A. Cornet et B. Tribollet, Biodétérioration des matériaux : Action des microorganismes, de l’échelle nanométrique à l’échelle macroscopique, 2008, Édition Ellipses

[7] A.C. Albertsson, B. Erlandsson, M. Hakkarainen et S. Karlsson, J. Environ. Polym. Degrad., 6 (1998) 4

[8] M. Weiland et A. Daro David, Polym. Degrad. Stabil., 48 (1995) 275-289

[9] K. Yamada-Onodera, H. Mukumoto, Y. Katsuyaya, A. Saiganji et Y. Tani, Polym. Degrad. Stabil., 72 (2001) 323-327

[10] S. Bonhomme, A. Cuer, A.-M. Delort, J. Lemaire, M. Sancelme et G. Scott, Polym. Degrad. Stabil., 81 (2003) 441-452

[11] I. Jakubowicz, Polym. Degrad. Stabil., 80 (2003) 39-43

[12] E. Chiellini, A. Corti et S. D’Antone, Polym. Degrad. Stabil., 92, 2007, 1378-1383

[13] T.F.M. Ojeda, E. Dalmolin, M.M.C. Forte, R.J.S. Jacques, F.M. Bento et F.A.O. Camargo, Polym. Degrad. Stabil., 94, 2009, 965-970