Polystyrène



Polystyrène ( PS ) / ˌ p ɒ l i s t aɪ r i n / est un synthétique aromatique polymère fabriqué à partir du monomère de styrène . Le polystyrène peut être solide ou moussé. Le polystyrène à usage général est clair, dur et plutôt fragile. C’est une résine peu coûteuse par unité de poids. C’est une barrière plutôt pauvre à l’oxygène et à la vapeur d’eau et a un point de fusion relativement bas. [5] Le polystyrène est l’un des plastiques les plus utilisés , l’échelle de sa production étant de plusieurs millions de tonnes par an. [6]Le polystyrène peut être naturellement transparent , mais peut être coloré avec des colorants. Les utilisations comprennent les emballages de protection (comme les arachides et les boîtes de CD et de DVD ), les contenants (comme les «coquilles»), les couvercles, les bouteilles, les plateaux, les gobelets et les couverts jetables . [5] et dans la confection de modèles.

En tant que polymère thermoplastique , le polystyrène est dans un état solide (vitreux) à température ambiante mais s’écoule s’il est chauffé au-dessus d’environ 100 ° C, sa température de transition vitreuse . Il redevient rigide lorsqu’il est refroidi. Ce comportement en température est exploité pour l’ extrusion (comme dans le polystyrène ) et également pour le moulage et le formage sous vide , car il peut être coulé dans des moules avec des détails fins.



Le polystyrène est lent à biodégrader et est donc un sujet de controverse parmi les environnementalistes. Il est de plus en plus abondant comme une forme de litière dans l’ environnement extérieur , en particulier le long des rives et des cours d’eau, en particulier sous sa forme de mousse, et également en quantités croissantes dans l’océan Pacifique. [7]

Histoire

Le polystyrène a été découvert en 1839 par Eduard Simon , [8] un apothicaire de Berlin. [9] De storax , la résine du sweetgum américain Liquidambar styraciflua , il a distillé une substance huileuse, un monomère qu’il a appelé styrol. Plusieurs jours plus tard, Simon a trouvé que le styrol s’était épaissi en une gelée qu’il a surnommée oxyde de styrol (“Styroloxyd”) parce qu’il supposait une oxydation. En 1845, le chimiste jamaïcain John Buddle Blyth et le chimiste allemand August Wilhelm von Hofmann ont montré que la même transformation du styrol avait lieu en l’absence d’oxygène. [dix]Ils ont appelé le produit “métastyrol”; l’analyse a montré qu’il était chimiquement identique au Styroloxyd de Simon. [11] En 1866 Marcelin Berthelot acorrectement identifié la formation de métastyrol / Styroloxyd du styrol comme processus de polymérisation . [12] Environ 80 ans plus tard on s’est rendu compte que le chauffage du styrol commence une réaction en chaîne qui produit des macromolécules , suivant la thèse du chimiste organique allemand Hermann Staudinger (1881-1965). Cela a finalement conduit à la substance recevant son nom actuel, le polystyrène.

La société IG Farben a commencé à fabriquer du polystyrène à Ludwigshafen , vers 1931, en espérant que ce serait un remplacement approprié pour le zinc moulé sous pression dans de nombreuses applications. Le succès a été atteint quand ils ont développé un réacteur qui a extrudé le polystyrène à travers un tube chauffé et un cutter, produisant du polystyrène sous forme de granulés. [la citation nécessaire ]

En 1941, Dow Chemical a inventé un procédé de styromousse . [13]

Avant 1949, l’ingénieur chimiste Fritz Stastny (1908-1985) développait des billes de PS pré-expansées en incorporant des hydrocarbures aliphatiques, tels que le pentane. Ces perles sont la matière première pour mouler des pièces ou extruder des feuilles. BASF et Stastny ont demandé un brevet qui a été délivré en 1949. Le processus de moulage a été démontré à la Kunststoff Messe 1952 à Düsseldorf. Les produits ont été nommés Styropor.

La structure cristalline du polystyrène isotactique a été rapportée par Giulio Natta . [14]

En 1954, la Koppers Company de Pittsburgh, en Pennsylvanie , a développé une mousse de polystyrène expansé (EPS) sous le nom commercial Dylite. [15]

En 1960, Dart Container , le plus grand fabricant de gobelets en mousse, a livré sa première commande. [16]

En 1988, la première interdiction américaine de la mousse de polystyrène générale a été adoptée à Berkeley, en Californie. [17]

Structure

Le polystyrène est inflammable .

En termes chimiques , le polystyrène est un hydrocarbure à longue chaîne dans lequel des centres de carbone alternés sont attachés à des groupes phényle (le nom donné au cycle benzénique aromatique ). La formule chimique du polystyrène est (C
8 H
8 )
n ; il contient les éléments chimiques carbone et hydrogène .

Les propriétés du matériau sont déterminées par les attractions à courte distance de van der Waals entre les chaînes de polymères. Puisque les molécules sont de longues chaînes hydrocarbonées composées de milliers d’atomes, la force d’attraction totale entre les molécules est grande. Lorsqu’elles sont chauffées (ou déformées rapidement, en raison d’une combinaison de propriétés d’isolation viscoélastique et thermique), les chaînes peuvent adopter un degré de conformation plus élevé et glisser l’une derrière l’autre. Cette faiblesse intermoléculaire (par rapport à la haute intramoléculairela force due à l’épine dorsale d’hydrocarbure) confère la flexibilité et l’élasticité. La capacité du système à se déformer facilement au-dessus de sa température de transition vitreuse permet au polystyrène (et aux polymères thermoplastiques en général) d’être facilement ramollis et moulés par chauffage.

Le polystyrène extrudé est à peu près aussi résistant qu’un aluminium non allié , mais beaucoup plus flexible et beaucoup plus léger (1,05 g / cm 3 contre 2,70 g / cm 3 pour l’aluminium). [la citation nécessaire ]

Polymerisation

Le polystyrène résulte de l’interconnexion des monomères de styrène. Lors de la polymérisation, la liaison carbone-carbone π du groupe vinyle est rompue et une nouvelle liaison carbone-carbone σ est formée, se fixant au carbone d’un autre monomère styrène sur la chaîne. La liaison σ nouvellement formée est beaucoup plus forte que la liaison π rompue, il est donc très difficile de dépolymériser le polystyrène. Environ quelques milliers de monomères comprennent typiquement une chaîne de polystyrène, donnant un poids moléculaire de 100 000 à 400 000.

Chaque carbone du squelette a une géométrie tétraédrique , et les atomes de carbone qui ont un groupe phényle (anneau benzénique) sont chiraux . Si l’épine dorsale devait être posée sous la forme d’une chaîne zigzag allongée plate, chaque groupe phényle serait incliné vers l’avant ou vers l’arrière par rapport au plan de la chaîne.

La relation stéréochimique relative des groupes phényle consécutifs détermine la tacticité , qui a un effet sur les diverses propriétés physiques du matériau. Le diastéréoisomèreoù tous les groupes phényle sont du même côté est appelé polystyrène isotactique , qui n’est pas produit commercialement.

Polystyrène atactique

La seule forme commercialement importante de polystyrène est atactique , dans laquelle les groupes phényle sont répartis de manière aléatoire des deux côtés de la chaîne polymère. Ce positionnement aléatoire empêche les chaînes de s’aligner avec une régularité suffisante pour atteindre toute cristallinité . Le plastique a une température de transition vitreuse g de ~ 90 ° C. La polymérisation est initiée avec des radicaux libres . [6]

Polystyrène syndiotactique

La polymérisation de Ziegler-Natta peut produire un polystyrène syndiotactique ordonné avec les groupes phényle positionnés sur les côtés alternés du squelette hydrocarboné. Cette forme est très cristallin avec un m de 270 ° C (518 ° F). Une résine de polystyrène syndiotactique est actuellement produite sous le nom commercial XAREC par la société Idemitsu, qui utilise un catalyseur métallocène pour la réaction de polymérisation. [18]

Dégradation

Le polystyrène est chimiquement très inerte, résistant aux acides et aux bases, mais il est facilement dissous par de nombreux solvants chlorés et de nombreux solvants hydrocarbonés aromatiques. En raison de sa résilience et de son inertie, il est utilisé pour la fabrication de nombreux objets de commerce. Il est attaqué par de nombreux solvants organiques qui dissolvent le polymère. Le polystyrène expansé est utilisé pour l’emballage des produits chimiques.

Comme tous les composés organiques, le polystyrène brûle pour donner du dioxyde de carbone et de la vapeur d’eau . Le polystyrène, étant un hydrocarbure aromatique , brûle généralement incomplètement comme indiqué par la flamme fuligineuse.

Biodégradation

Le polystyrène est généralement non biodégradable. Il y a quelques exceptions:

Pour citer: [19]

Il a été démontré que les consortiums méthanogènes dégradent le styrène en tant que source unique de carbone (Grbić-Galić et al., 1990). Dans ce cas, le styrène s’est dégradé en une gamme d’intermédiaires organiques et de dioxyde de carbone. Si l’on prend les chiffres du dioxyde de carbone comme une représentation de la quantité de styrène qui s’est complètement dégradée en gaz comme cela nous intéresse ici, les taux de dégradation du styrène vont de 0,14 à 0,4 a -1 . C’est un ordre de grandeur plus rapide que le taux le plus rapide de dégradation du polystyrène identifié (Kaplan et al., 1979, Sielicki et al., 1978). Il est cohérent avec le modèle de dégradation du polystyrène T2GGM (Quintessa et Geofirma 2011b), qui considère que l’étape de limitation du taux de dégradation du polystyrène est la rupture du polystyrène, plutôt que la dégradation du styrène.

Les vers de farine se sont avérés capables de manger du polystyrène et de le dégrader dans leur intestin larvaire. [20]

Pseudomonas putida est capable de convertir l’huile de styrène en PHA plastique biodégradable . [21] [22] [23] Cela peut un jour être utile dans l’élimination efficace de la mousse de polystyrène.

Formulaires produits

Propriétés
Densité d’EPS 16-640 kg / m [24]
Module d’Young ( E ) 3000-3600 MPa
Résistance à la traction ( t ) 46-60 MPa
Allongement à la rupture 3-4%
Test Notch 2-5 kJ / m 2
Température de transition vitreuse 100 ° C [25]
Vicat B 90 ° C [26]
Coefficient de dilatation linéaire (a) 8 × 10 -5 / K
Chaleur spécifique ( c ) 1,3 kJ / (kg · K)
Absorption d’eau (ASTM) 0.03-0.1
Décomposition X ans, toujours en décomposition

Le polystyrène est généralement moulé par injection , formé sous vide ou extrudé, tandis que le polystyrène expansé est extrudé ou moulé dans un procédé spécial. Des copolymères de polystyrène sont également produits; ceux-ci contiennent un ou plusieurs autres monomères en plus du styrène. Ces dernières années, les composites de polystyrène expansé avec de la cellulose [27] [28] et de l’amidon [29] ont également été produits. Le polystyrène est utilisé dans certains explosifs liés aux polymères (PBX).

Feuille ou polystyrène moulé

Boîtier de CD fabriqué à partir de polystyrène polyvalent (GPPS) et de polystyrène à haute résistance aux chocs (HIPS)
Rasoir en polystyrène jetable

Polystyrène (PS) est utilisé pour la production de coutellerie en matière plastique jetable et de vaisselle, CD cas « bijou » , détecteur de fumée de logements, de la plaque d’immatriculation trames, modèle en plastique kits d’assemblage, et de nombreux autres objets , où une matière plastique rigide, économique est souhaitée. [la citation nécessaire ] Les méthodes de production incluent le thermoformage ( formant sous vide ) et le moulage par injection .

Les boîtes de Pétri en polystyrène et autres récipients de laboratoire tels que les tubes à essai et les microplaquesjouent un rôle important dans la recherche biomédicale et la science. Pour ces utilisations, les articles sont presque toujours réalisés par moulage par injection, et souvent après le moulage stérilisé, soit par irradiation, soit par traitement à l’oxyde d’éthylène . La modification de la surface post-moisissure, généralement avec des plasmasriches en oxygène , est souvent effectuée pour introduire des groupes polaires. Une grande partie de la recherche biomédicale moderne repose sur l’utilisation de tels produits; ils jouent donc un rôle essentiel dans la recherche pharmaceutique. [30]

Mousses

Gros plan de l’emballage en polystyrène expansé

Les mousses de polystyrène sont de bons isolants thermiques et sont donc souvent utilisées comme matériaux d’isolation de bâtiments, tels que les coffrages isolants en béton et les systèmes de construction de panneaux isolants structuraux. La mousse de polystyrène gris incorporant du graphite présente des propriétés d’isolation supérieures. [31] Ils sont également utilisés pour les structures architecturales non portantes (telles que les piliers décoratifs ). Les mousses PS présentent également de bonnes propriétés d’amortissement, elles sont donc largement utilisées dans l’emballage. La marque Styrofoam par Dow Chemical Company est utilisé de manière informelle (principalement aux États-Unis et au Canada) pour tous les produits de polystyrène expansé, bien que strictement, il ne devrait être utilisé que pour les mousses de polystyrène extrudé à cellules fermées fabriquées par Dow Chemicals.

Polystyrène expansé (EPS)

Le polystyrène expansé (EPS) est une mousse rigide et dure à cellules fermées. Il est généralement blanc et fait de perles de polystyrène pré-expansées. EPS est utilisé pour de nombreuses applications, par exemple plateaux, assiettes, bols et boîtes à poisson [32] . D’autres utilisations comprennent des feuilles moulées pour l’isolation de construction et des matériaux d’emballage ( “arachides” ) pour amortir des articles fragiles à l’intérieur des boîtes. Les feuilles sont généralement emballées comme des panneaux rigides (taille 4 par 8 ou 2 par 8 pieds aux États-Unis), qui sont également connus comme «panneau de perles».

Grâce à ses propriétés techniques telles que son faible poids, sa rigidité et sa facilité de formage, l’EPS peut être utilisé dans un large éventail d’applications différentes. Sa valeur marchande devrait atteindre plus de 15 milliards de dollars américains d’ici 2020 [33].

La conductivité thermique est mesurée selon EN 12667. Les valeurs typiques vont de 0,032 à 0,038 W / (m · K) en fonction de la densité de la carte EPS. La valeur de 0,038 W / (m · K) a été obtenue à 15 kg / m 3 tandis que la valeur de 0,032 W / (m · K) a été obtenue à 40 kg / m 3 selon la fiche technique de K-710 de StyroChem Finlande. L’ajout de charges (graphites, aluminium ou carbone) a récemment permis à la conductivité thermique de l’EPS d’atteindre environ 0,030-0,034 (aussi bas que 0,029) et, en tant que telle, a une couleur gris / noire qui la distingue des EPS standard. Plusieurs producteurs de SPE ont produit une variété de ces utilisations de résistance thermique accrue pour ce produit au Royaume-Uni et en Europe.

La résistance à la diffusion de vapeur d’eau (μ) d’EPS est d’environ 30-70.

Le ICC-ES (Service d’évaluation du Conseil international du Code) exige que les panneaux EPS utilisés dans la construction de bâtiments répondent aux exigences de la norme ASTM C578. L’une de ces exigences est que l’indice d’oxygène de l’EPS, mesuré selon la norme ASTM D2863, soit supérieur à 24% en volume. L’EPS typique a un indice d’oxygène d’environ 18% en volume; ainsi, un retardateur de flamme est ajouté au styrène ou au polystyrène pendant la formation d’EPS.

Les panneaux contenant un retardateur de flamme lorsqu’ils sont testés dans un tunnel en utilisant la méthode d’essai UL 723 ou ASTM E84 auront un indice de propagation de flamme inférieur à 25 et un indice de fumée développé inférieur à 450. ICC-ES nécessite l’utilisation d’un 15- barrière thermique minute lorsque les panneaux EPS sont utilisés à l’intérieur d’un bâtiment.

Selon l’organisation ICF EPS-IA, la densité typique d’EPS utilisée pour les coffrages en béton isolés est de 1,35 à 1,80 pcf. Il s’agit d’un EPS de Type II ou de Type IX selon la norme ASTM C578. Les blocs ou panneaux EPS utilisés dans la construction de bâtiments sont généralement coupés à l’aide de fils chauds. [34]

Mousse de polystyrène extrudé

Voir aussi: Styrofoam

La mousse de polystyrène extrudé ( XPS ) se compose de cellules fermées, offre une meilleure rugosité de surface et une plus grande rigidité et une conductivité thermique réduite. La gamme de densité est d’environ 28 à 45 kg / m3 .

Le matériau en polystyrène extrudé est également utilisé dans l’ artisanat et la construction de modèles , en particulier les modèles architecturaux . En raison du procédé de fabrication par extrusion, XPS n’a pas besoin de facers pour maintenir ses propriétés thermiques ou physiques. Ainsi, il fait un substitut plus uniforme pour le carton ondulé . La conductivité thermique varie entre 0,029 et 0,039 W / (m · K) en fonction de la force / densité du roulement et la valeur moyenne est ~ 0,035 W / (m · K).

La résistance à la diffusion de vapeur d’eau (μ) de XPS est d’environ 80-250. XPS est un produit à cellules ouvertes et doit être évité pour une utilisation à long terme dans des environnements plus humides.

Absorption d’eau des mousses de polystyrène

Bien qu’il s’agisse d’une mousse à cellules fermées, les polystyrènes expansés et extrudés ne sont pas entièrement imperméables à l’eau ou à la vapeur. [35] Dans le polystyrène expansé, il existe des espaces interstitiels entre les pastilles expansées à cellules fermées qui forment un réseau ouvert de canaux entre les pastilles liées, et ce réseau d’espaces peut se remplir d’eau liquide. Si l’eau gèle dans la glace, elle se dilate et peut provoquer la rupture des pastilles de polystyrène de la mousse. Le polystyrène extrudé est également perméable aux molécules d’eau et ne peut être considéré comme un pare-vapeur. [36]

Les mousses de polystyrène qui sont constamment exposées à une humidité élevée ou qui sont immergées continuellement dans l’eau, comme dans les couvercles des hot tubs, dans les quais flottants, comme flottaison supplémentaire sous les sièges des bateaux, et pour les extérieurs de qualité inférieure isolation du bâtiment constamment exposée aux eaux souterraines. [37] Typiquement, un pare-vapeur extérieur tel qu’une feuille de plastique imperméable ou un revêtement pulvérisé est nécessaire pour empêcher la saturation.

Copolymères

Le polystyrène pur est fragile , mais assez dur pour qu’un produit assez performant puisse être fabriqué en lui conférant certaines des propriétés d’un matériau extensible, tel que le caoutchouc de polybutadiène . Les deux de ces matériaux ne peuvent jamais être normalement mélangés à cause de la faible entropie de mélange de polymères (voir la théorie de la solution Flory-Huggins ), mais si le polybutadiène est ajouté pendant la polymérisation , il peut devenir chimiquement liés au polystyrène, en formant un copolymère greffé citation nécessaire ] , qui aide à incorporer du polybutadiène normal dans le mélange final, résultant en un polystyrène ou un HIPS à fort impact, souvent appelé “plastique à fort impact” dans les publicités. Un nom commercial pour HIPS est Bextrene. Les applications courantes de HIPS comprennent les jouets et les enveloppes de produits. HIPS est généralement moulé par injection en production. Le polystyrène autoclavable peut comprimer et durcir le matériau.

Plusieurs autres copolymères sont également utilisés avec le styrène. Acrylonitrile-butadiène – styrène ou de plastique ABS est similaire à HIPS: un copolymère d’ un crylonitrile et s Tyrene, trempé avec du poly b utadiene. La plupart des boîtiers électroniques sont faits de cette forme de polystyrène, tout comme de nombreux tuyaux d’égout. SAN est un copolymère de styrène avec de l’ acrylonitrile et de SMA avec de l’anhydride maléique . Le styrène peut être copolymérisé avec d’autres monomères; par exemple, le divinylbenzène peut être utilisé pour réticuler les chaînes de polystyrène pour donner le polymère utilisé dans la synthèse peptidique en phase solide .

Polystyrène orienté

Le polystyrène orienté (OPS) est produit en étirant le film PS extrudé, améliorant la visibilité à travers le matériau en réduisant le flou et en augmentant la rigidité. Ceci est souvent utilisé dans l’emballage où le fabricant souhaite que le consommateur voit le produit joint. Certains avantages pour OPS sont qu’il est moins cher à produire que d’autres plastiques transparents tels que PP, PET et HIPS, et il est moins brumeux que HIPS ou PP. Le principal inconvénient de l’OPS est qu’il est fragile et qu’il se fissure ou se déchire facilement.

Les questions environnementales

Production

Les mousses de polystyrène sont produites en utilisant des agents gonflants qui forment des bulles et dilatent la mousse. Dans le polystyrène expansé, il s’agit généralement d’hydrocarbures tels que le pentane , qui peut présenter un risque d’inflammabilité lors de la fabrication ou du stockage du matériau nouvellement fabriqué, mais qui ont un impact relativement faible sur l’environnement. [la citation nécessaire ] Le polystyrène extrudé est habituellement fait avec des hydrofluorocarbones ( HFC-134a ), [38] qui ont des potentiels globaux de réchauffement d’approximativement 1000-1300 fois cela du dioxyde de carbone. [39]

Non-biodégradable

Le polystyrène rejeté ne se biodégrade pas pendant des centaines d’années et résiste à la photolyse . [40]

Litière

Débris côtiers, y compris le polystyrène au Japon

Les animaux ne reconnaissent pas la mousse de polystyrène comme matière artificielle et peuvent même la confondre avec de la nourriture. [41] La mousse de polystyrène souffle dans le vent et flotte sur l’eau, en raison de sa faible densité. Il peut avoir des effets graves sur la santé des oiseaux ou des animaux marins qui avalent des quantités importantes. [41]

Réduire

Restreindre l’utilisation d’emballages alimentaires à emporter en polystyrène expansé est une priorité pour de nombreuses organisations environnementales de déchets solides . Des efforts ont été faits pour trouver des alternatives au polystyrène, en particulier la mousse dans les établissements de restauration. L’élan initial était d’éliminer les chlorofluorocarbones (CFC), qui était un ancien composant de la mousse.

États-Unis

En 1987, Berkeley, en Californie, a interdit les contenants alimentaires CFC. [42] L’année suivante, le comté de Suffolk, New York est devenu la première localité des USA à interdire le polystyrène. [43] Cependant, les défis légaux de la Société de l’Industrie des Plastiques [44] l’ont empêché d’entrer en vigueur jusqu’à ce qu’enfin il a été retardé lorsque les partis républicains et conservateurs sont devenus la majorité de la législature du comté. [45] Pendant ce temps, Berkeley est devenue la première ville à interdire tous les récipients en mousse. [17] En 2006, environ une centaine de localités aux États-Unis, y compris Portland, Oregon et San Franciscoactuellement une sorte d’interdiction de la mousse de polystyrène dans les restaurants. Par exemple, en 2007, Oakland, en Californie, a obligé les restaurants à passer à des contenants alimentaires jetables qui se biodégraderont s’ils sont ajoutés au compost alimentaire. [46] En 2013, San Jose est devenue la plus grande ville du pays pour interdire les récipients alimentaires en mousse de polystyrène. [47] Certaines communautés ont mis en œuvre de larges interdictions de polystyrène, comme Freeport, dans le Maine , qui l’ont fait en 1990 [48].

La US Green Restaurant Association n’autorise pas l’utilisation de mousse de polystyrène dans le cadre de sa norme de certification. [49] Plusieurs responsables écologiques, du ministère néerlandais de l’Environnement à l’équipe verte de Starbucks , conseillent aux individus de réduire leur impact environnemental en utilisant des tasses de café réutilisables. [50]

Hors des États-Unis

La Chine a interdit les récipients à emporter et plats à emporter en polystyrène expansé vers 1999. Cependant, la conformité a été un problème et, en 2013, l’industrie chinoise des plastiques milite activement pour obtenir l’abrogation de l’interdiction. [51]

L’Inde et Taïwan ont également interdit les services alimentaires en mousse de polystyrène avant 2007. [52]

Le gouvernement du Zimbabwe , à travers son Agence de gestion environnementale (EMA), a interdit les contenants en polystyrène (populairement appelés «kaylite» dans le pays), conformément à l’Instrument statutaire 84 de 2012 (Règlement sur l’emballage et les bouteilles en plastique) (N ° 1.) [53] [54]

Recyclage

Le symbole du code d’identification de la résine pour le polystyrène

En général, le polystyrène n’est pas accepté dans les programmes de recyclage de la collecte sélective et n’est pas séparé et recyclé lorsqu’il est accepté. En Allemagne, le polystyrène est collecté à la suite de la loi sur les emballages (Verpackungsverordnung) qui oblige les fabricants à se charger du recyclage ou de l’élimination des matériaux d’emballage qu’ils vendent.

La plupart des produits en polystyrène ne sont actuellement pas recyclés en raison du manque d’incitation à investir dans les compacteurs et les systèmes logistiques requis. En raison de la faible densité de la mousse de polystyrène, il n’est pas économique à collecter. Cependant, si les déchets subissent un processus de compactage initial, le matériau passe de 30 kg / m 3 à 330 kg / m 3et devient un produit recyclable de grande valeur pour les producteurs de granulés de plastique recyclés. Les déchets de polystyrène expansé peuvent facilement être ajoutés à des produits tels que les feuilles d’isolation EPS et d’autres matériaux EPS pour des applications de construction; de nombreux fabricants ne peuvent obtenir suffisamment de rebuts en raison de problèmes de collecte. Lorsqu’il n’est pas utilisé pour produire plus d’EPS, les déchets de mousse peuvent être transformés en produits tels que cintres, bancs de parc, pots à fleurs, jouets, règles, corps d’agrafeuses, contenants à semis, cadres et moulures architecturales à partir de PS recyclé. [55] Actuellement, environ 100 tonnes de PSE sont recyclées chaque mois au Royaume-Uni. [56]

L’EPS recyclé est également utilisé dans de nombreuses opérations de coulée de métaux. Rastra est fabriqué à partir d’EPS qui est combiné avec du ciment pour être utilisé comme amendement isolant dans la fabrication des fondations et des murs en béton. Les fabricants américains ont produit des coffrages isolants en béton fabriqués à partir d’environ 80% d’EPS recyclés depuis 1993.

Incinération

Si le polystyrène est correctement incinéré à haute température (jusqu’à 1000 ° C [57] ) et avec beaucoup d’air [57] (14 m 3 / kg citation nécessaire ] ), les produits chimiques générés sont l’eau, le dioxyde de carbone et éventuellement de petites quantités. quantités de composés halogénés résiduels provenant des ignifugeants. [57] Si seule une incinération incomplète est effectuée, il y aura également des restes de suie et un mélange complexe de composés volatils. [58] [ meilleure source nécessaire ] Selon l’ American Chemistry Councillorsque le polystyrène est incinéré dans des installations modernes, le volume final est de 1% du volume de départ; la plus grande partie du polystyrène est convertie en dioxyde de carbone, vapeur d’eau et chaleur. En raison de la quantité de chaleur libérée, il est parfois utilisé comme source d’énergie pour la production de vapeur ou d’ électricité . [57] [59]

Lorsque le polystyrène a été brûlé à des températures de 800-900 ° C (la gamme typique d’un incinérateur moderne), les produits de la combustion consistaient en “un mélange complexe d’ hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) à partir d’alkylbenzènes en benzopérylène. identifiés dans les effluents de combustion du polystyrène. ” [60] [ meilleure source nécessaire ]

Sécurité

Santé

Selon un site de produits alimentaires en plastique de l’ American Chemistry Council :

Sur la base de tests scientifiques sur cinq décennies, les agences de sécurité gouvernementales ont déterminé que le polystyrène peut être utilisé sans danger dans les produits de restauration. Par exemple, le polystyrène est proche de répondre aux normes de la Food and Drug Administration des États-Unis et de la Commission européenne / Autorité européenne de sécurité des aliments pour une utilisation dans l’emballage pour stocker et servir des aliments. Le Département de l’hygiène alimentaire et environnementale de Hong Kong a récemment examiné la sécurité de servir divers aliments dans les produits de restauration en polystyrène et a abouti à la même conclusion que la FDA américaine. [61]

De 1999 à 2002, un groupe d’experts internationaux composé de 12 membres sélectionnés par le Harvard Centre for Risk Assessment a procédé à un examen complet des risques potentiels pour la santé associés à l’exposition au styrène. Les scientifiques avaient des compétences en toxicologie, en épidémiologie, en médecine, en analyse des risques, en pharmacocinétique et en évaluation de l’exposition.

L’étude de Harvard a indiqué que le styrène est naturellement présent à l’état de traces dans des aliments comme les fraises, le bœuf et les épices et qu’il est naturellement produit dans la transformation d’aliments comme le vin et le fromage. L’étude a également passé en revue toutes les données publiées sur la quantité de styrène contribuant à l’alimentation en raison de la migration des emballages alimentaires et des articles jetables, et a conclu qu’il y a peu de risques pour le grand public d’être exposés au styrène provenant des aliments ou des matériaux styréniques. utilisé dans des applications en contact avec des aliments, tels que les emballages en polystyrène et les récipients de restauration, en particulier après un passage au micro-ondes. [62]

Le polystyrène est couramment utilisé dans les récipients pour la nourriture et les boissons. Le monomère de styrène (à partir duquel le polystyrène est fabriqué) est un agent suspect de cancer. [63] Le styrène est «généralement trouvé à des concentrations si faibles dans les produits de consommation que les risques ne sont pas substantiels». [64] Le polystyrène utilisé pour le contact alimentaire ne doit pas contenir plus de 1% (0,5% pour les aliments gras) de styrène en poids. [65] Les oligomères de styrène dans des récipients de polystyrène utilisés pour l’emballage alimentaire ont été trouvés pour migrer dans la nourriture. [66] Une autre étude japonaise menée sur des souris sauvages et AhR-null a révélé que le trimère de styrène, que les auteurs ont détecté dans les aliments instantanés en polystyrène cuits emballés, peut augmenter les niveaux d’hormones thyroïdiennes. [67]

Si polystyrène peut être micro-ondes avec de la nourriture est controversée. Certains contenants peuvent être utilisés en toute sécurité dans un four à micro-ondes, mais seulement s’ils sont étiquetés comme tels. [68] Certaines sources suggèrent que les aliments contenant du carotène (vitamine A) ou des huiles de cuisson doivent être évités. [69]

En raison de l’utilisation généralisée du polystyrène, ces problèmes de santé graves restent d’actualité. [70]

Risques d’incendie

Comme les autres composés organiques , le polystyrène est inflammable. Le polystyrène est classé selon la norme DIN4102 en tant que produit “B3”, c’est-à-dire hautement inflammable ou “facilement inflammable”. En conséquence, bien qu’il soit un isolant efficace à basses températures, son utilisation est interdite dans toute installation exposée dans la construction du bâtiment si le matériau n’est pas ignifuge . [la citation nécessaire ] Elle doit être cachée derrière la cloison sèche , la tôle, ou le béton. [la citation nécessaire ] Les matières plastiques en mousse de polystyrène ont été accidentellement enflammées et ont causé d’énormes incendies et pertes, par exemple auL’aéroport international de Düsseldorf et le tunnel sous la Manche (où le polystyrène se trouvait à l’intérieur d’un wagon qui a pris feu). [la citation nécessaire ]