L'extrusion Matière

Propriétés du plastique

Le plastique, connu pour ses propriétés thermo-physiques (température de fusion, viscosité), est largement utilisé dans l’industrie. C’est une matière organique de synthèse qui dérive du pétrole.

En effet, les molécules d’hydrocarbures peuvent se transformer en polymères de masse plus importante, pour obtenir une résine de base.

Lors de la transformation de cette résine, en matière plastique utilisable, d’autres additifs et adjuvants sont ajoutés pour lui donner son aspect plastique, et plus particulièrement sa résistance aux chocs et au vieillissement.

Principe de l’extrusion   

Il faut savoir que le procédé d’extrusion s’applique à divers produits comme les métaux, les caoutchoucs, dans les briqueteries pour la production de briques alvéolaires en argiles ou, dans l’industrie alimentaire pour la production de pâtes par exemple.

Il existe différents procédés d’extrusion (gonflage, soufflage, de profilés etc…), mais le sujet ici est l’extrusion de feuilles ou plaques destinées au marché du thermoformage. Des plaques extrudées, peuvent être utilisées pour de l’usinage à plat (CF chaudronnerie plastique).

L’extrusion de matières plastiques est un procédé industriel thermomécanique qui consiste à introduire dans une extrudeuse (mono vis ou bi-vis), une matière première vierge, sous forme de granulés ou de matière recyclée broyée ou de Dry Blend (poudre) dans certains cas.

La machine chauffe les matières à une température convenable à l’extrusion, afin d’obtenir une pâte de plastique homogène et fondue.

La matière première est alimentée en amont par des silos, big-bags ou sacs. Sa couleur en fonction du polymère va du transparent à une couleur naturelle blanchâtre ou jaunâtre.  Des colorants spécifiques sont introduits précisément avant le process d’extrusion. Ces colorants sont réalisés sur la même base que la matière extrudée. Il s’agira donc de colorants différents pour obtenir une même teinte finale sur des polymères différents. Le dosage de ces colorants varie de 2 à 7%.

La ou les vis d’extrudeuses sont caractérisées par sa longueur (L) et son diamètre (D) ainsi que par le ratio de ces deux paramètres (L/D). La vis est constituée d’un ensemble d’éléments de vis assemblés sur un arbre cannelé.

Cette ou ces vis sans fin tournent et forcent la pâte de matière plastique en fusion à s’avancer sous pression dans un fourreau, composé de plusieurs modules fermés ou équipés d’un orifice d’alimentation ou de dégazage. A chaque matière correspond un profil spécifique de vis, ce qui signifie que généralement les lignes d’extrusion sont spécialisées par matière.

La vis malaxe, compresse, cisaille, échauffe et transporte en continu la matière fluidifiée et homogène jusqu’à une pièce de jonction qui assure le transfert de cette pâte vers la filière plate, laquelle va donner la forme d’une feuille ou d’une plaque à la matière, qui aura une épaisseur voulue.

Plusieurs vis amenant des mêmes matières (dans des qualités ou coloris différents) ou des matières différentes mais compatibles peuvent se rejoindre dans ce que l’on appelle une boite de coextrusion : ABS/PMMA, … C’est aussi la possibilité pour les thermoformeurs de revaloriser en couche interne les broyés issus de leurs chutes de thermoformages ( si celles-ci sont correctement triées

Ce principe permet l’extrusion de quasiment toutes les principales qualités de matières plastiques connues (PS – PP – ABS – PVC – PET, PEHD - etc…), aussi bien pour la production de feuilles aptes au contact alimentaires, que de feuilles ou plaques recyclées non alimentaires pour des applications industrielles.

Certaines matières ont des propriétés spécifiques : tenue chimique, tenue aux chocs, haute température, ignifugées, conductrices ou peuvent être chargées : Talc, CACO3, fibres de verre, anti statiques…

Les lignes de production de feuilles ou de plaques sont assez semblables, excepté la fin de ligne, équipée soit d’enrouleurs pour les bobines (de 150µ à 2,5 mm d’épaisseur pour les feuilles) soit de guillotines pour les plaques (de 0,71 mm à 30 mm).

Principe de la coextrusion             

Plusieurs vis d'extrusion alimentent une filière pour coextruder jusqu'à neuf couches de polymère, chacune ayant ses qualités propres. Par exemple, obtention pour l'emballage alimentaire de films multicouches à effet barrière au dioxygène, responsable de l'oxydation des produits frais ou cuisinés (un emballage en PE est perméable au dioxygène). »