Chimiques
Caractérisation chimiques
Les mousses que nous avons achetées sont en polyuréthane (données constructeur). Les bouchons antibruit (BAB) sont connus pour être en polyuréthane également. Seulement, cela n’est pas indiqué sur l’emballage de ceux que nous nous sommes procurés. Il apparait donc intéressant de les caractériser pour connaitre leur composition chimique.
Pour cela, nous procédons à une identification du produit pour détecter un ou plusieurs polymères. La manipulation consiste à découvrir quels sont les polymères ou copolymères qui entrent dans la constitution des BAB.
Nous effectuons les mesures sur la mousse, de composition connue, et sur le bouchon d’oreille, de composition supposée mais incertaine, puis comparons les résultats obtenus.
Tests préliminaires
Ces tests sont assez grossiers, et fonctionnent bien pour des produits purs (polymères, et non mélanges de polymères ou copolymères, sans adjuvants, ni charges, ni colorants).
- Essai de chauffage
Utilisation d’un bec bunsen sous une hotte. Chauffage de l’échantillon dans un tube à essai.
Þ Si l’échantillon ne se déforme pas = polymère thermodurcissable.
Þ Si l’échantillon se déforme, il se ramollit et reprend, ou non, son aspect initial quand il refroidit = polymère thermoplastique.
Dans notre cas, les deux échantillons (mousse + BAB) se déforment, nous sommes dons en présence de polymères thermoplastiques.
- Essai de flottaison
Nous immergeons dans l’eau un morceau volumineux de polymère.
Þ L’échantillon flotte = polyéthylène, polypropylène.
Les deux échantillons étudiés flottent.
- Essai Belstein
Chauffage d’un fil de cuivre et mise en contact avec le polymère. Mise en contact du cuivre avec la flamme du bec bunsen.
Þ Si la flamme est verte = vinyliques chlorés (P.V.C.)
Dans notre cas, aucun des échantillons ne génère une flamme verte. Nous ne sommes donc pas en présence de P.V.C.
- Essai Tournesol
Chauffage du polymère dans un tube à essai recouvert de papier tournesol.
Þ Si le papier devient bleu foncé ou violet = polyamide
La fumée engendrée par nos deux échantillons entraîne une coloration rose du papier. Nous ne sommes donc pas en présence de polyamide.
- Essai de combustion
Combustion du polymère directement dans la flamme sous la hotte
La fumée qui se dégage de la combustion de la mousse est noire. D’après les données de caractérisation (4), la combustion du polyuréthane donne une fumée blanche. La couleur noire pourrait donc être due aux additifs (colorant par exemple) présents dans la mousse. Annexe 12
Aucune fumée ne se dégage de la combustion du BAB.
Nous ne pouvons donc pas tirer de conclusion pertinente avec cette expérience.
- Spectroscopie Infra Rouge (IR)
Nous sommes en présence de produits insolubles dans un solvant. Nous réalisons donc un spectre par réflexion, en grattant un peu de polymère sur du papier de verre. Le broyage du polymère doit être le plus fin possible pour réaliser une pastille avec du KBr (bromure de potassium).
Le spectre obtenu n’est pas très exploitable. Nous réalisons donc un autre type de test pour caractériser nos échantillons.
- Analyse ATR (Réflexion Totale Atténuée)
L’avantage de cette analyse est qu’elle ne nécessite aucune préparation d’échantillon. Ceux-ci sont placés directement sur un support et sont pressés contre une pointe en diamant. Les rayons infra rouge sont envoyés sur la surface du matériau et pénètrent dans les premiers microns de celui-ci.
Le spectre ATR obtenu est plus précis que le spectre IR précédent. Nous pouvons donc l’exploiter et le comparer aux spectres des éléments préenregistrés dans l’appareil.