Chlorure de polyvinyle (PVC)Le plastique est un matériau composite obtenu par mélange de résine PVC et de divers additifs. Il présente d'excellentes propriétés mécaniques, une résistance à la corrosion chimique, des propriétés auto-extinguibles, une bonne résistance aux intempéries, des propriétés d'isolation électrique supérieures, 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 obtenu par polymérisation de monomères de chlorure de vinyle. Sa structure moléculaire présente les caractéristiques suivantes :
(1) En tant que polymère thermoplastique, il démontre 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 assurant une rigidité diélectrique élevée aux 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 chimique et aux intempéries. Cependant, ces atomes de chlore perturbent la structure cristalline, ce qui entraîne une résistance relativement faible à la chaleur et une mauvaise résistance au froid, qui peuvent être améliorées par l'ajout d'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 celle utilisée dans les applications de fils et de câbles.
Les résines PVC polymérisées en suspension sont classées en deux formes structurelles :
Résine de type lâche (type XS) : Caractérisée par une structure poreuse, une forte absorption de plastifiant, une plastification facile, un contrôle pratique du traitement et peu de particules de gel, ce qui en fait le choix privilégié pour les applications de fils et de câbles.
Résine de type compact (type XJ) : Principalement utilisée pour d'autres produits en plastique.
3. Propriétés clés du PVC
(1) Propriétés d'isolation électrique : Matériau diélectrique fortement polaire, la résine PVC présente de bonnes propriétés d'isolation électrique, légèrement inférieures à celles de matériaux non polaires comme le polyéthylène (PE) et le polypropylène (PP). Sa résistivité volumique dépasse 10¹⁵ Ω·cm ; à 25 °C et à une fréquence de 50 Hz, sa constante diélectrique (ε) varie de 3,4 à 3,6, et fluctue significativement avec la température et la fréquence ; son facteur de dissipation (tanδ) varie de 0,006 à 0,2. La rigidité diélectrique reste élevée à température ambiante et à la fréquence du réseau, indépendamment de la polarité. Cependant, en raison de ses pertes diélectriques relativement élevées, le PVC ne convient pas aux applications haute tension et haute fréquence ; il est généralement utilisé comme isolant pour les câbles basse et moyenne tension (inférieure 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 sa transformation sous contraintes thermiques et mécaniques. L’oxydation entraîne une dégradation ou une réticulation, provoquant une décoloration, une fragilisation, une baisse significative des propriétés mécaniques et une détérioration des performances d’isolation électrique. Par conséquent, l’ajout de stabilisants appropriés est nécessaire pour améliorer sa résistance au vieillissement.
(3) Propriétés thermomécaniques : Polymère amorphe, le PVC existe sous trois états physiques à différentes températures : état vitreux, état hyperélastique et état 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 répond pas aux exigences des applications de câblage. Une modification est nécessaire pour obtenir une élasticité supérieure à température ambiante tout en conservant une résistance thermique et frigorifique adéquate. L’ajout de plastifiants permet d’ajuster efficacement la température de transition vitreuse.
À proposUN MONDE (câble OW)
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Date de publication : 27 mars 2025