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Qu'est-ce que l'introduction du plastique ?ffilms?

Les films plastiques constituent une classe fondamentale de matériaux polymères, caractérisés par leur finesse, leur flexibilité et leur grande surface spécifique. Ces matériaux techniques sont produits par transformation de résines polymères – issues du pétrole ou, de plus en plus, de sources renouvelables – en feuilles continues dont l'épaisseur, la largeur et les propriétés mécaniques sont précisément contrôlées. Le marché mondial des films plastiques a connu une croissance exponentielle depuis sa création au milieu du XXe siècle, la production annuelle actuelle dépassant les 100 millions de tonnes à l'échelle mondiale.

La polyvalence des films plastiques provient de leur combinaison unique de propriétés : légers et résistants, flexibles et robustes, transparents ou opaques selon les exigences de leur formulation. Ces caractéristiques, associées à des coûts de production relativement faibles, ont rendu les films plastiques indispensables dans pratiquement tous les secteurs de l’industrie moderne et de la vie quotidienne. De la préservation de la fraîcheur des aliments à la fabrication de composants électroniques flexibles de pointe, les films plastiques remplissent des fonctions souvent invisibles pour l’utilisateur final, mais essentielles à la performance et à la durabilité des produits.

Les progrès récents en science des matériaux ont considérablement élargi le champ d'application des films plastiques, bien au-delà de leurs usages traditionnels. Parmi les innovations, on peut citer les films dont les propriétés évoluent en fonction des stimuli environnementaux, les alternatives biodégradables aux plastiques conventionnels et les films barrières haute performance offrant une protection sans précédent. Parallèlement, la prise de conscience environnementale croissante a favorisé le développement de systèmes de recyclage en boucle fermée et de matériaux biosourcés pour films, qui conservent leurs performances tout en réduisant leur impact écologique.

Quel type de film plastique ?

Films les plus populaires

Les films en polyéthylène sont le type de film plastique le plus utilisé, représentant plus de 40 % de la consommation totale de films plastiques. Principaux types et caractéristiques des films en polyéthylène :

1. Film de polyéthylène basse densité (PEBD)

Les films en PEBD se caractérisent par leur flexibilité, leur transparence et leurs propriétés non toxiques et inodores. Ils présentent une excellente résistance à l'eau, une imperméabilité à l'humidité et une stabilité chimique remarquable, ce qui les rend adaptés à l'emballage de produits alimentaires, pharmaceutiques et de biens de consommation courante. Les films en PEBD possèdent également de bonnes propriétés de thermoscellage et sont souvent utilisés comme couches thermoscellables dans les films composites. Cependant, leur résistance à la chaleur est faible et ils ne conviennent pas aux emballages destinés à la cuisson à haute température.

2. Film de polyéthylène haute densité (PEHD)

Les films en PEHD sont plus rigides, semi-translucides et blancs. Ils présentent une résistance à la traction, à l'humidité, à la chaleur et aux huiles supérieure à celle du PEBD. Le PEHD convient aux emballages durables et aux films industriels, mais sa transparence et sa brillance sont moindres.

3. Film de polyéthylène linéaire basse densité (LLDPE)

Les films LLDPE allient la flexibilité du LDPE à la résistance du HDPE, offrant d'excellentes propriétés d'étirement et une grande résistance à la perforation. Largement utilisés dans les films étirables, les films rétractables et les films d'emballage, ils sont parfaitement adaptés au conditionnement automatisé à grande vitesse.

4. Film de polyéthylène linéaire basse densité métallocène (mLLDPE)

Les films mLLDPE sont produits à l'aide de catalyseurs métallocènes et offrent une résistance aux chocs et une limite d'élasticité en traction supérieures, ainsi qu'une meilleure transparence que le LLDPE conventionnel. Ils permettent de réduire l'épaisseur du film de plus de 15 %, ce qui diminue le coût des matériaux. Le mLLDPE est couramment utilisé dans les films pour serres, les films d'emballage haute résistance, les films rétractables et les matériaux d'emballage haut de gamme.

Autres films plastiques

1. Films en polypropylène (PP) : Reconnus pour leur point de fusion élevé (160-170 °C), ils conviennent parfaitement aux applications de remplissage à chaud et aux emballages compatibles avec le micro-ondes. Les films PP offrent une excellente résistance chimique et sont fréquemment utilisés pour l’emballage de produits de grignotage et les films de stérilisation de dispositifs médicaux.

2. Films en polychlorure de vinyle (PVC) : Appréciés pour leur clarté et leur imprimabilité exceptionnelles, leur utilisation est toutefois en déclin en raison de préoccupations environnementales. Les applications restantes comprennent les emballages blister et certains films étirables⁵.

3. Films en polyester (PET) : Grâce à leur haute résistance à la traction et à leur stabilité thermique, les films PET sont indispensables pour l’électronique flexible, les bandes magnétiques et les emballages alimentaires à haute barrière. Le PET biorienté (BOPET) présente des propriétés mécaniques et de barrière particulièrement améliorées.

Films polymères spéciaux :

1. Polyamide (nylon) : Propriétés exceptionnelles de barrière à l’oxygène pour la conservation des aliments

2. Chlorure de polyvinylidène (PVDC) : Excellentes performances de barrière contre l’humidité et l’oxygène

3. Acide polylactique (PLA) : Alternative biosourcée émergente et compostable, bien que traditionnellement limitée par sa fragilité, des progrès récents ont permis de produire des films de PLA flexibles en incorporant des plastifiants polyéther directement dans la chaîne polymère.

Méthodes de production de films plastiques

1. Extrusion par soufflage : Procédé dominant pour les films PE, le polymère fondu est extrudé à travers une filière circulaire, gonflé en une bulle, puis refroidi pour former un tube qui peut être aplati en un film double couche. Cette méthode offre des propriétés mécaniques équilibrées dans le sens machine et dans le sens transversal.

2. Extrusion de film coulé : Le polymère fondu est extrudé à travers une filière plate sur un rouleau refroidi, produisant des films d’une clarté exceptionnelle et d’une épaisseur uniforme. Ce procédé est courant pour les films PP et PET dont les propriétés optiques sont essentielles.

3. Calandrage : Principalement utilisé pour les films PVC, ce procédé consiste à faire passer le polymère entre des rouleaux chauffés afin d’obtenir une épaisseur précise. Les films calandrés présentent généralement une finition de surface supérieure, mais des propriétés mécaniques moins uniformes sur toute leur largeur.

4. Coulage en solution : Utilisé pour les films spéciaux où une uniformité extrême ou une sensibilité à la chaleur empêchent la fusion. Le polymère est dissous dans un solvant, coulé sur un tapis roulant et séché pour former un film ; ce procédé est courant pour certains films biodégradables et applications membranaires.

5. Orientation biaxiale : Les films sont étirés à la fois dans le sens machine et dans le sens transversal, soit séquentiellement (étirage sous vide), soit simultanément (procédé à bulles), ce qui améliore considérablement leur résistance, leur transparence et leurs propriétés de barrière. Les films PP (BOPP) et PET (BOPET) biaxialement orientés sont des références dans l’industrie de l’emballage haute performance.

Tendances émergentes et innovations dans le domaine des films plastiques

L'industrie du film plastique évolue, mettant fortement l'accent sur la durabilité, la performance et l'efficacité. Parmi les tendances notables, on peut citer :

1.Agents de glissement sans PFAS :Agents de glissement durables qui évitent les substances perfluoroalkylées et polyfluoroalkylées (PFAS), répondant à la fois aux exigences de performance et aux préoccupations environnementales.

2. Initiatives de développement durable : Des entreprises comme Fox Packaging ont réussi à éliminer les PFAS de tous leurs emballages souples, conformément aux grandes tendances réglementaires et industrielles. La FDA américaine a obtenu des engagements volontaires pour retirer les PFAS des emballages alimentaires, contribuant ainsi à une réduction significative de l’exposition alimentaire aux PFAS.

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