Additifs et plastiques agricoles

Additifs et plastiques agricoles

Additifs et plastiques agricoles : selon leurs usages, les films plastiques utilisés en agriculture répondent à des besoins précis qui requièrent des caractéristiques particulières.  Il est donc nécessaire d’ajouter aux polymères de très faibles doses d’additifs (de l’ordre du pour mille à quelques pour cent)

D’une façon générale les additifs sont utilisés :

  • soit pour faciliter la mise en œuvre du polymère ou protéger ses caractéristiques au cours du processus de fabrication des films plastiques : il s’agit d’additifs dits technologiques ou  de « process ».
  • soit pour améliorer ou modifier les caractéristiques intrinsèques des polymères afin de leur conférer les propriétés particulières nécessaires à leur usage : il s’agit des additifs dits spécifiques.

additifs et plastiques agricoles

Additifs et plastiques agricoles : les additifs technologiques ou de  « process »

➢ Agent glissant :

Il  s’agit de molécules qui migrent en surface lors de la fabrication du film, créant ainsi une couche grasse superficielle.

Objectif :

  • faciliter le passage du film dans les systèmes de pliage et de coupe
  • améliorer la mise en œuvre du film (gain de temps au déroulage du film)

➢ Agent d’aide au « process » industriel :

L’extrusion des films de polyéthylène ou polypropylène s’accompagne parfois de différents défauts parmi lesquels on peut citer :

  • « la peau d’orange » (ou peau de requin / shark skin, ou melt fracture), qui sont des instabilités d’écoulement de la matière en sortie de filière
  • « les dépôts en filière », qui sont constitués de petites masses oxydées de polymère associées à des charges minérales qui s’accumulent sur les lèvres de la filière, peuvent être entrainés par le film et causer des trous

Dispersés dans le polymère, ces agents d’aide au « process» industriel, ou «  processing aid » vont créer, au cours de l’extrusion, une couche lubrifiante continue sur la surface de l’outillage. Ils facilitent la mise en œuvre des thermoplastiques.

Objectif :

  • supprimer les effets indésirables décrits ci-dessus
  • augmenter le débit des machines

➢ Antioxydant :

La transformation des polymères à des températures supérieures à 150°C provoque la formation de radicaux libres qui, sous l’effet de l’oxygène, génèrent des défauts de type « points noirs » et « orangés », ainsi que des gels de réticulation.
Les antioxydants sont des substances chimiques capables d’empêcher le processus de dégradation thermique des polymères.

Objectif :

  • éviter l’oxydation des polymères pendant la transformation,

Additifs et plastiques agricoles : les additifs spécifiques

➢ « Antiblock »

Les additifs « antiblocks » sont des charges minérales ou organiques de petit diamètre qui créent une surface rugueuse, avec de petites aspérités en surface qui permettent à l’air de circuler entre les couches de film.

Objectif :

  •   améliorer l’enroulement et le déroulement des bobines de film
  • éviter l’adhésion entre 2 couches de film mises en contact.

➢ Antistatique :

L’effet électrostatique se manifeste par l’apparition de charges électriques à la surface de feuilles ou de films de polymères, tels que le polypropylène ou le polyéthylène, qui entrent en contact ou en friction.
Il s’agit d’agents qui migrent rapidement à la surface du film et réduisent la résistivité de surface des films.

Objectif :

  • contribuer à améliorer le brillant et la régularité de surface
  • réduire l’attraction des poussières (impact positif sur la transmission de la lumière et  nettoyages moins fréquents)
  • éviter la formation d’arcs électriques
  • améliorer le glissant de surface

➢ stabilisant anti UV :

Les polymères sont très sensibles à la dégradation par les rayonnements ultra-violets du soleil et nécessitent d’être protégés dans le cas d’une exposition extérieure.
Les stabilisants anti-UV sont des substances chimiques capables d’interférer avec les processus de dégradation initiés par les rayonnements UV.
Ils interviennent

  • soit en absorbant préférentiellement le rayonnement UV, on parle alors d’absorbeurs UV
  • soit en inhibant  la scission les chaînes de polyéthylène (cas des HALS : Hindered Amine Light Stabilisers)

Selon l’utilisation du film, on peut faire varier sa durée de vie en lui ajoutant plus ou moins de stabilisant anti UV.

Objectif :

  • Ralentir la vitesse de dégradation des polymères exposés aux radiations UV
  • Allonger la durée de vie des films plastiques

➢ Antibuée :

L’apparition de buée sur un film est provient de la condensation de la vapeur d’eau sous la forme de microgouttelettes à la surface du film. L’incorporation au film d’agents antibuée va favoriser l’étalement de ces microgouttelettes  en une très mince couche d’eau continue qui glisse vers les bordures du film.

Objectif :

  • éviter la formation de gouttelettes d’eau sur la surface du film et améliorer ainsi la transparence.
  • augmenter la transmission lumineuse (en effet les gouttelettes d’eau de condensation réfractent une partie de la lumière)
  • éviter les dommages aux cultures, notamment les risques de pourriture induits par les gouttelettes qui se détachent du film et tombent sur les cultures.

➢ Les charges thermiques

Additifs et plastiques agricoles : préambule sur l’effet de serre
D’une façon générale les cultures placées sous serres en verre ou  sous abris plastiques bénéficient de l’effet de serre qui résulte de la conjugaison de deux phénomènes : l’un radiatif, l’autre convectif.
De jour, l’énergie solaire qui pénètre dans la serre est absorbée par les plantes, le sol et les différentes structures et il y a augmentation de température sous la serre du fait :

  • d’une part du bilan radiatif : les corps chauffés par l’énergie solaire émettent davantage d’énergie radiative sous la forme de rayonnement infrarouge long absorbé par la paroi qui la renvoie des 2 côtés. Selon le type de paroi la partie renvoyée vers le sol sera plus ou moins importante.
  • d’autre part du blocage de la convection par la paroi

Cette augmentation de température est favorable jusqu’à un certain niveau au-delà duquel il est nécessaire de créer des échanges avec l’air extérieur en aérant la serre.

De nuit, cette énergie accumulée durant le jour, se traduit par l’émission de rayonnement infrarouge long et si la perméabilité de la paroi à ce rayonnement est faible, la température sous abri restera supérieure à la température extérieure.

Avec les additifs et plastiques agricoles, Il est possible par usage de charges thermiques d’améliorer cet effet de serre notamment en diminuant la perméabilité aux infrarouges longs pour des cultures qui demandent  des températures d’ambiance et de sol assez élevées. Cette exigence concerne notamment les cultures de printemps-été mises en place à la fin de l’hiver ou au printemps (cas du melon).
Il existe des additifs apportant un effet thermique ; ce sont des charges minérales.

Objectifs :

  •  limiter le refroidissement du sol et de l’espace entre sol et film en piégeant le rayonnement infrarouge long émis par le sol pour le lui renvoyer.
  • diminuer le risque de gel en maintenant, la nuit et au lever du jour, la température quelques degrés au dessus de l’extérieur.

L’effet thermique peut également être obtenu par utilisation d’EVA (copolymère Ethylène Vinyle Acétate) en combinaison avec le polyéthylène, sans remettre en cause la recyclabilité du film.

➢ Les agents collants

Certaines applications (enrubannage de fourrage en balles) requièrent la mise en œuvre de plusieurs couches de film avec une imperméabilité très élevée à l’eau et à l’air.
Un agent collant : le Poly Iso Butène (PIB) est donc ajouté au polyéthylène et va migrer rapidement en surface.
Objectif :

  •   conférer un pouvoir adhésif au film
  • assurer ainsi une imperméabilité à l’air et à l’eau

➢ Les colorants

La coloration des films modifie leurs propriétés optiques ; elle peut donc varier selon leur utilisation.

Adittifs et plastiques agricoles : bobines de films colorées

Bobines de films colorés

 

Polyoléfines, polyéthyène et polypropylène

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