Les plastiques techniques désignent principalement les thermoplastiques utilisés comme matériaux de structure. Ils possèdent d'excellentes propriétés globales : rigidité élevée, faible fluage, résistance mécanique élevée, bonne résistance à la chaleur et bonne isolation électrique. Ils peuvent être utilisés durablement dans des environnements chimiques et physiques agressifs et remplacer les métaux comme matériaux de structure. On distingue deux grandes catégories de plastiques techniques : les plastiques techniques généraux et les plastiques techniques spéciaux. Parmi les premiers, on trouve principalement le polyamide (PA), le polycarbonate (PC), le polyoxyméthylène (POM), le polyphénylène éther (PPO), le polyester (PBT) et le PET. Les seconds désignent généralement les plastiques techniques résistant à la chaleur à plus de 150 °C. Les principaux exemples sont le sulfure de polyphénylène (PPS), le polymère à cristaux liquides de haut poids moléculaire (LCP), la polysulfone (PSF), le polyimide (PI), le polyaryléthercétone (PEEK) et le polyarylate (PAR).
Il n'existe pas de frontière nette entre les plastiques techniques et les plastiques d'usage courant. Par exemple, le copolymère acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS) se situe entre les deux. Ses qualités supérieures peuvent être utilisées comme matériaux de structure pour l'ingénierie. La qualité inférieure correspond à celle des plastiques d'usage courant (à l'international, l'ABS est généralement classé comme plastique d'usage courant). Autre exemple : le polypropylène (PP) est un plastique d'usage courant typique, mais après renforcement par des fibres de verre et autres mélanges, sa résistance mécanique et sa résistance à la chaleur sont considérablement améliorées, ce qui lui permet d'être utilisé comme matériau de structure dans de nombreux domaines de l'ingénierie. Enfin, le polyéthylène est également un plastique d'usage courant typique, mais le polyéthylène à ultra-haut poids moléculaire (UHPML), avec un poids moléculaire supérieur à 1 million, grâce à ses excellentes propriétés mécaniques et à sa température de déformation à chaud élevée, est largement utilisé comme plastique technique dans les secteurs de la mécanique, des transports, de l'équipement chimique, etc.
Afin d'améliorer la résistance, la ténacité, la résistance au feu et d'autres propriétés des plastiques, il est généralement nécessaire d'optimiser certains aspects des performances du substrat en résine synthétique par des techniques de mélange telles que le renforcement, le chargement et l'ajout d'autres résines. Les propriétés électriques, magnétiques, lumineuses, thermiques, de vieillissement, de résistance au feu et mécaniques, entre autres, répondent aux exigences d'utilisation dans des conditions spécifiques. Les additifs utilisés pour le mélange peuvent être des retardateurs de flamme, des agents de renforcement, des stabilisants, etc., ou encore d'autres plastiques ou des fibres de renforcement. Le substrat peut être un plastique courant, un plastique technique courant ou un plastique technique spécial.
Il existe de nombreux types de plastiques, largement utilisés. Environ 90 % des matières premières résineuses couramment utilisées sont le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP), le polychlorure de vinyle (PVC), le polystyrène (PS) et la résine ABS. Cependant, chaque plastique présente des limitations.
Ces dernières décennies, de nombreux efforts ont été consacrés au développement de nouveaux matériaux polymères. Parmi les milliers de polymères nouvellement développés, rares sont ceux qui trouvent des applications à grande échelle. Par conséquent, il est illusoire d'espérer développer de nouveaux matériaux polymères capables d'améliorer les performances. Néanmoins, le traitement des plastiques par des procédés de charge, de mélange et de renforcement est devenu une pratique courante pour améliorer leur résistance au feu, leur solidité et leur résistance aux chocs.
Les plastiques ordinaires présentent des inconvénients tels que l'inflammabilité, le vieillissement, de faibles propriétés mécaniques et une faible température de fonctionnement, ce qui limite leur utilisation industrielle et quotidienne. Grâce à leur modification, il est possible d'améliorer leurs performances, d'accroître leurs fonctionnalités et de réduire leur coût. La résine de base, utilisée en amont de la transformation des plastiques, est enrichie d'additifs ou d'autres résines qui améliorent ses propriétés mécaniques, rhéologiques, de combustion, électriques, thermiques, optiques et magnétiques. Des procédés tels que le durcissement, le renforcement, le mélange et l'alliage permettent d'obtenir des matériaux d'aspect uniforme.
Cinq matières plastiques à usage général comme matériaux de base : le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP) et le polychlorure de vinyle (PVC).
Cinq plastiques techniques généraux : polycarbonate (PC), polyamide (PA, également connu sous le nom de nylon), polyester (PET/PBT), éther de polyphénylène (PPO), polyoxyméthylène (POM)
Plastiques techniques spéciaux : sulfure de polyphénylène (PPS), polymère à cristaux liquides (LCP), polysulfone (PSF), polyimide (PI), polyaryléthercétone (PEEK), polyarylate (PAR), etc.
En termes d'applications en aval, les plastiques modifiés sont principalement utilisés dans des secteurs tels que l'électroménager, l'automobile et l'électronique.
Depuis le début du XXIe siècle, avec le développement de la macroéconomie de mon pays, le marché des plastiques modifiés a connu une forte expansion. La consommation apparente de ces plastiques a ainsi progressé de 720 000 tonnes début 2000 à 7,89 millions de tonnes en 2013, soit un taux de croissance annuel composé de 18,6 %. Les secteurs de l'électroménager et de l'automobile représentent une part importante des applications en aval.
En août 2009, le pays a lancé les politiques de « distribution d'appareils électroménagers aux zones rurales » et de « remplacement des anciens appareils par des neufs » dans les zones urbaines. Le marché des appareils électroménagers, tels que les climatiseurs et les réfrigérateurs, s'est rapidement redressé, entraînant une forte croissance de la demande en plastiques modifiés. Après cette période de forte croissance, le rythme de développement de l'industrie des appareils électroménagers a ralenti, de même que la demande en plastiques modifiés. La croissance du secteur automobile est devenue le principal moteur de la hausse de la consommation de plastiques modifiés.
La Chine est aujourd'hui un acteur majeur de la production et de la consommation d'appareils électroménagers, et constitue le centre de fabrication mondial de ces appareils. La plupart des plastiques utilisés dans leur fabrication sont des thermoplastiques, représentant environ 90 % de leur composition. Presque tous les plastiques utilisés dans les appareils électroménagers nécessitent une transformation. Actuellement, la proportion de plastique dans les principaux appareils électroménagers fabriqués en Chine est la suivante : 60 % pour les aspirateurs, 38 % pour les réfrigérateurs, 34 % pour les lave-linge, 23 % pour les téléviseurs et 10 % pour les climatiseurs.
La distribution d'appareils électroménagers en milieu rural a débuté en décembre 2007. La première phase pilote, menée dans différentes provinces et villes, s'est achevée fin novembre 2011, suivie par d'autres provinces et villes dans les un à deux ans suivants. Le taux de croissance de la production de quatre types d'appareils électroménagers (climatiseurs, téléviseurs couleur, lave-linge et réfrigérateurs) a été très élevé durant cette période. On prévoit que le taux de croissance futur du secteur de l'électroménager se maintiendra entre 4 et 8 %. Le développement soutenu de ce secteur garantit une demande stable pour les produits de transformation des matières plastiques.
Outre l'industrie de l'électroménager, l'industrie automobile représente un secteur d'application majeur des plastiques modifiés. Utilisés dans l'automobile depuis près de 60 ans, ces plastiques permettent de réduire le poids des véhicules, tout en étant plus écologiques, sûrs, esthétiques et confortables. Ils offrent également des avantages en termes d'économie d'énergie et de durabilité. Un kilogramme de plastique peut remplacer deux à trois kilogrammes d'acier ou d'autres matériaux, ce qui allège considérablement la carrosserie. Des études ont démontré qu'une réduction de 10 % du poids d'une voiture permet de diminuer la consommation de carburant de 6 à 8 %, et de réduire significativement la consommation d'énergie et les émissions polluantes. Ces résultats s'inscrivent dans un contexte de normes de plus en plus strictes en matière de consommation d'énergie et d'émissions. Avec les progrès technologiques, l'utilisation des plastiques modifiés dans l'automobile s'est progressivement étendue, au cours des décennies suivantes, des matériaux intérieurs aux pièces extérieures et aux composants périphériques du moteur. Dans les pays développés, l'adoption des plastiques modifiés, initialement timide, a connu une forte progression, atteignant 105 kilogrammes par véhicule en 2000 et plus de 150 kilogrammes en 2010.
La consommation de plastiques modifiés pour l'automobile en Chine a connu une croissance rapide. Actuellement, la consommation moyenne par véhicule est de 110 à 120 kg, bien inférieure aux 150 à 160 kg/véhicule des pays développés. Avec la prise de conscience environnementale croissante des consommateurs et le durcissement des normes d'émissions polluantes, la tendance aux voitures légères s'affirme et l'utilisation de plastiques modifiés dans l'automobile continuera de progresser. Par ailleurs, au cours des dix dernières années, les ventes automobiles en Chine ont connu une forte croissance, faisant de la Chine le premier marché automobile mondial en 2009. Bien que la croissance des ventes automobiles ait ralenti progressivement ces dernières années, elle devrait se stabiliser à l'avenir. Cette augmentation de la consommation de plastiques modifiés pour l'automobile, conjuguée à la croissance des ventes automobiles, entraînera une augmentation rapide de la consommation de ces plastiques en Chine. En supposant que chaque automobile utilise 150 kg de plastique et compte tenu d'une production automobile annuelle dépassant les 20 millions d'unités, le marché potentiel est de 3 millions de tonnes.
Parallèlement, les automobiles étant des biens de consommation durables, il existera une certaine demande de remplacement pour les véhicules existants au cours de leur cycle de vie. On estime que la consommation de plastique sur le marché de l'entretien représentera environ 10 % de la consommation de plastique des voitures neuves, et le potentiel réel de ce marché est plus important.
Le marché des plastiques modifiés compte de nombreux acteurs, principalement répartis en deux catégories : les géants multinationaux de la chimie et les entreprises locales. Les fabricants internationaux bénéficient d'une technologie de pointe et de produits aux performances exceptionnelles. Cependant, leur gamme est limitée et leur réactivité est lente. C'est pourquoi leur part de marché dans le secteur automobile chinois reste modeste. Les entreprises locales de plastiques modifiés sont hétérogènes ; il s'agit majoritairement de PME dont la capacité de production est inférieure à 3 000 tonnes. Or, l'industrie automobile est très exigeante en matière de stabilité de la qualité des produits. Il est difficile pour les PME de garantir cette stabilité et, par conséquent, d'obtenir la certification des constructeurs automobiles. Une fois certifiées et intégrées à la chaîne d'approvisionnement des constructeurs, les grandes entreprises de plastiques modifiés deviennent généralement des partenaires de long terme et leur pouvoir de négociation s'accroît progressivement.
Date de publication : 30 novembre 2020