Le PVC (polychlorure de vinyle) et le PVC-U (PVC non plastifié) sont deux formes du même polymère de base, mais leur principale différence réside dans les plastifiants. Le PVC contient des plastifiants qui le rendent souple et flexible, tandis que le PVC-U n'en contient pas, ce qui le rend rigide et résistant.
Le PVC est idéal pour les applications nécessitant de la flexibilité, comme les câbles, les tuyaux et les revêtements de sol. Le PVC-U excelle dans les applications structurelles telles que les cadres de fenêtres, les tuyaux et les bardages, où la résistance et la durabilité sont primordiales.
Composition chimique et structure
La différence fondamentale entre le PVC-U et le PVC réside dans leur composition chimique. Ces deux matériaux partagent la même structure polymère de base — le polychlorure de vinyle contenant environ 56 % de chlore en poids — mais leurs additifs diffèrent considérablement.
| Propriété | uPVC (PVC non plastifié) | PVC (PVC plastifié) |
|---|---|---|
| Polymère de base | Chlorure de polyvinyle (CH₂CHCl)n | Chlorure de polyvinyle (CH₂CHCl)n |
| Plastifiants | Aucun | 15 à 40 % de phtalates ou d'alternatives |
| Densité | 1.3 à 1.45 g / cm³ | 1.1 à 1.35 g / cm³ |
| Structure moleculaire | Chaînes polymères compactes | Chaînes séparées par plastifiant molécules |
| État physique | Rigide, dur | Souple, doux |
| Additifs courants | Stabilisateurs, inhibiteurs d'UV, modificateurs d'impact | Plastifiants, stabilisants, colorants |
Les plastifiants présents dans le PVC agissent en s'intercalant entre les chaînes polymères, réduisant ainsi les forces intermoléculaires et augmentant la flexibilité du matériau. L'absence de ces plastifiants dans le PVC-U se traduit par des liaisons intermoléculaires plus fortes et une structure plus rigide.
Ces deux matériaux nécessitent des stabilisateurs pour éviter leur dégradation lors de la transformation et de l'utilisation, car le PVC peut libérer du chlorure d'hydrogène lorsqu'il est chauffé.
Flexibilité et force
Le PVC-U offre une résistance mécanique supérieure, avec une limite d'élasticité en traction de 31 à 60 MPa, tandis que le PVC souple atteint généralement seulement 10 à 25 MPa. Cette différence considérable provient directement de la présence ou de l'absence de plastifiants.
La rigidité du PVC-U lui confère une grande résistance aux chocs et lui permet de supporter des charges structurelles sans se déformer. Il conserve ses propriétés mécaniques pendant des décennies sans ramollir à des températures modérées.
Le PVC privilégie la flexibilité à la résistance. Il se plie facilement sans se fissurer, mais ne supporte pas de poids ni de pression importants. Sa souplesse le rend vulnérable à l'usure et aux dommages mécaniques au fil du temps.
Durabilité
Grâce à leur teneur en chlore, ces deux matériaux résistent aux rayons UV et aux intempéries, mais le PVC-U offre des performances supérieures en extérieur. Les cadres de fenêtres en PVC-U peuvent durer plus de 20 à 30 ans en extérieur sans détérioration significative, tandis que les articles en PVC souple peuvent se dégrader plus rapidement sous l'effet des UV.
Les deux matériaux présentent une excellente résistance chimique. Le PVC-U offre une résistance légèrement supérieure aux acides, aux bases et aux composés corrosifs, car l'absence de plastifiants élimine les points d'attaque chimique potentiels.
Impact environnemental
La fabrication du PVC et du PVC-U utilise du chlorure de vinyle monomère, un produit chimique toxique et cancérigène. Le processus de production libère des polluants et peut générer des dioxines dans certaines conditions.
Le PVC souple pose des problèmes environnementaux supplémentaires liés à la migration des plastifiants. Les phtalates et autres additifs peuvent se diffuser dans l'environnement au fil du temps, s'accumuler dans la poussière et potentiellement perturber le système endocrinien. Le PVC-U évite ce problème car il ne contient aucun plastifiant.
Recyclabilité
Le recyclage présente des défis pour les deux matériaux. La teneur en chlore du PVC l'empêche de se mélanger aux autres flux de déchets plastiques ; même de faibles quantités peuvent contaminer des lots entiers. Le PVC-U, polymère rigide monomère, se prête mieux au recyclage mécanique et peut être refondu plusieurs fois sans perte significative de performance.
Aucun de ces matériaux n'est biodégradable. Tous deux persistent dans les décharges pendant des siècles et peuvent produire des microplastiques lors de leur dégradation mécanique.
Profils de sécurité et de toxicité
Le PVC-U est considéré comme non toxique à l'état solide car il ne contient ni phtalates ni BPA susceptibles de se libérer dans l'environnement. Il est donc sans danger pour les canalisations d'eau potable et les applications intérieures telles que les cadres de fenêtres.
Les préoccupations liées à la sécurité du PVC souple concernent principalement les émissions de plastifiants. Des produits comme les revêtements de sol en vinyle peuvent libérer des phtalates dans l'air intérieur au fil du temps. Des études établissent un lien entre les environnements où le PVC est largement utilisé et les risques accrus d'asthme et de problèmes respiratoires.
Prix
Le PVC coûte généralement 10 à 30 % moins cher que le PVC-U à l'achat, mais ce dernier offre souvent une meilleure valeur à long terme grâce à sa durée de vie prolongée.
Sur le long terme, les avantages économiques sont souvent à l'avantage du PVC. Un cadre de fenêtre en PVC d'une durée de vie de 40 ans coûte moins cher par an qu'un cadre en bois nécessitant un remplacement tous les 15 ans. De même, les tuyaux en PVC, dans des environnements corrosifs, durent plus longtemps que les alternatives moins coûteuses qui doivent être remplacées prématurément.
utilisations courantes
Bâtiment et construction:
- PVC: Cadres de fenêtres et de portes, panneaux de revêtement, planches de rive, gouttières, tôles de toiture
- PVCRevêtements de sol en vinyle, revêtements muraux, membranes d'étanchéité, joints flexibles
Plomberie:
- PVCConduites d'eau à haute pression, canalisations d'égouts, systèmes de drainage, canalisations de transport de produits chimiques
- PVCTuyaux d'arrosage, tubes flexibles, irrigation basse pression, raccords pour équipements de piscine
Électricité :
- PVCConduits rigides pour la protection des câbles, gaines électriques, boîtes de jonction
- PVCIsolation des fils, gaine souple des câbles, ruban isolant
Biens de consommation:
- PVC: Appareils de contention dentaire, emballages rigides, structures de meubles d'extérieur
- PVCProduits gonflables, rideaux de douche, cuir synthétique, tubes médicaux, jouets
Automobile:
- PVCUtilisation limitée dans les composants rigides
- PVC: Revêtements de tableau de bord, panneaux de porte, isolation des câbles, sellerie synthétique