Chlorure de polyvinyle (PVC)Le plastique est un matériau composite obtenu par le mélange de résine PVC et de divers additifs. Il présente d'excellentes propriétés mécaniques, une résistance à la corrosion chimique, des caractéristiques d'auto-extinction, une bonne résistance aux intempéries, une excellente isolation électrique, une facilité de mise en œuvre et un faible coût, ce qui en fait un matériau idéal pour l'isolation et le gainage des fils et câbles.
La résine PVC est un polymère thermoplastique linéaire issu de la polymérisation de monomères de chlorure de vinyle. Sa structure moléculaire est la suivante :
(1) En tant que polymère thermoplastique, il présente une bonne plasticité et une bonne flexibilité.
(2) La présence de liaisons polaires C-Cl confère à la résine une forte polarité, ce qui se traduit par une constante diélectrique (ε) et un facteur de dissipation (tanδ) relativement élevés, tout en offrant une rigidité diélectrique élevée à basses fréquences. Ces liaisons polaires contribuent également à de fortes forces intermoléculaires et à une résistance mécanique élevée.
(3) Les atomes de chlore présents dans la structure moléculaire confèrent des propriétés ignifuges ainsi qu'une bonne résistance aux produits chimiques et aux intempéries. Cependant, ces atomes de chlore perturbent la structure cristalline, ce qui entraîne une résistance à la chaleur et au froid relativement faible, qui peut être améliorée par des additifs appropriés.
2. Types de résine PVC
Les méthodes de polymérisation du PVC comprennent : la polymérisation en suspension, la polymérisation en émulsion, la polymérisation en masse et la polymérisation en solution.
La méthode de polymérisation en suspension est actuellement prédominante dans la production de résine PVC, et c'est le type utilisé dans les applications de fils et de câbles.
Les résines PVC polymérisées en suspension sont classées en deux formes structurelles :
Résine de type libre (type XS) : caractérisée par une structure poreuse, une absorption élevée de plastifiant, une plastification facile, un contrôle de traitement pratique et peu de particules de gel, ce qui en fait le choix préféré pour les applications de fils et de câbles.
Résine de type compact (type XJ) : principalement utilisée pour d'autres produits en plastique.
3. Principales propriétés du PVC
(1) Propriétés d'isolation électrique : En tant que matériau diélectrique hautement polaire, la résine PVC présente de bonnes propriétés d'isolation électrique, quoique légèrement inférieures à celles des matériaux non polaires comme le polyéthylène (PE) et le polypropylène (PP). La résistivité volumique dépasse 10¹⁵ Ω·cm ; à 25 °C et à une fréquence de 50 Hz, la constante diélectrique (ε) varie de 3,4 à 3,6, variant considérablement avec les variations de température et de fréquence ; le facteur de dissipation (tanδ) varie de 0,006 à 0,2. La résistance au claquage reste élevée à température ambiante et à fréquence industrielle, indépendamment de la polarité. Cependant, en raison de ses pertes diélectriques relativement élevées, le PVC n'est pas adapté aux applications haute tension et haute fréquence, étant généralement utilisé comme matériau d'isolation pour les câbles basse et moyenne tension inférieures à 15 kV.
(2) Stabilité au vieillissement : Bien que sa structure moléculaire suggère une bonne stabilité au vieillissement grâce aux liaisons chlore-carbone, le PVC a tendance à libérer du chlorure d'hydrogène lors de son traitement sous contrainte thermique et mécanique. L'oxydation entraîne une dégradation ou une réticulation, provoquant décoloration, fragilisation, baisse significative des propriétés mécaniques et détérioration des performances d'isolation électrique. Par conséquent, des stabilisants appropriés doivent être ajoutés pour améliorer la résistance au vieillissement.
(3) Propriétés thermomécaniques : En tant que polymère amorphe, le PVC existe sous trois états physiques à différentes températures : état vitreux, état hautement élastique et état d'écoulement visqueux. Avec une température de transition vitreuse (Tg) d'environ 80 °C et une température d'écoulement d'environ 160 °C, le PVC à l'état vitreux à température ambiante ne peut pas répondre aux exigences des applications de fils et câbles. Une modification est nécessaire pour obtenir une élasticité supérieure à température ambiante tout en conservant une résistance adéquate à la chaleur et au froid. L'ajout de plastifiants permet d'ajuster efficacement la température de transition vitreuse.
À proposUN MONDE (OW Cable)
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Date de publication : 27 mars 2025