Polyéthylène découvert par Reginald Gibson et Eric William Fawcett
Découverte du polypropylène et du polyéthylène haute densité
L’histoire du polyéthylène![100pcs] 7x10 PE, 8x12 PE, 10x16 PE, 12x18 PE, 16x24 PE, 18x24 PE (Polyethylene) Plastic Bags for Frozen Meat Products, Food Repacking, etc. | Lazada PH](https://lzd-img-global.slatic.net/g/p/96c135a45839d5d21571d3d35f145a4d.png_720x720q80.png_.webp)
Découverte du polyéthylene
Le polyéthylene fut découvert par Reginald Gibson et Eric William Fawcett. Le Polyéthylène ou polythène est un des polymères les plus simples et les moins chers. Il est le plastique le plus employé. Il compose notamment la moitié des emballages plastiques dont les sacs.
Découverte du polypropylène et du polyéthylène haute densité
Phillips Petroleum Company à Bartlesville, Oklahoma, est entrée dans le secteur des plastiques en 1951, à la suite d’une découverte des chercheurs J. Paul Hogan et Robert L. Banks. Les deux chercheurs ont trouvé le catalyseur qui transformerait l’éthylène et le propylène en polymères solides. Les plastiques qui en ont résulté – le polypropylène cristallin et le polyéthylène haute densité (HDPE) – sont désormais au cœur d’une industrie mondiale de plusieurs milliards de dollars.
Phillips Petroleum Company et plastiques
En 1951, la chimie des polymères en était encore à ses balbutiements. Les personnes clés de Phillips avaient peu ou pas d’expérience avec les plastiques. Mais l’entreprise avait l’habitude d’essayer de nouvelles idées et de soutenir et de financer leur développement.
En 1925, le directeur de recherche George Oberfell a convaincu le fondateur Frank Phillips d’étudier d’autres utilisations des liquides de gaz naturel. Deux ans plus tard, Oberfell a créé l’un des premiers laboratoires de recherche sur les hydrocarbures au monde, propulsant l’entreprise vers de nouveaux domaines dans la production et la commercialisation de carburants et de matières premières pour les industries chimiques. En 1935, il a exhorté l’entreprise à acquérir de vastes quantités de gaz naturel et à poursuivre des recherches sur la séparation du gaz naturel en ses divers composants. Donc, si la découverte de Hogan et Banks était en fait fortuite, elle n’était pas accidentelle : Phillips avait ouvert la voie à d’importantes innovations dans les utilisations du gaz naturel.
À la fin des années 1940, alors que la Seconde Guerre mondiale s’arrêtait et que la demande de pétrole en temps de guerre diminuait, Phillips chercha des moyens d’élargir ses gammes de produits. Avec de grandes quantités de gaz naturel à portée de main, les chimistes et ingénieurs de Phillips ont étudié des moyens d’utiliser le propylène et l’éthylène, produits du processus de raffinage. Hogan et Banks ont été chargés d’étudier les processus par lesquels ces gaz pourraient être convertis en composants d’essence.
Au cours de ces recherches, Hogan et Banks ont commencé à étudier les catalyseurs et ce qui les fait fonctionner. En juin 1951, ils ont mis en place une expérience dans laquelle ils ont modifié leur catalyseur d’origine (oxyde de nickel) pour y inclure de petites quantités d’oxyde de chrome. Ordinairement, on s’attendrait à ce que la combinaison produise des hydrocarbures de faible poids moléculaire. Ils ont introduit du propylène, ainsi qu’un support de propane, dans un tuyau rempli de catalyseur et ont attendu les résultats attendus.
Comme Paul Hogan s’en souvient, il se tenait à l’extérieur du laboratoire lorsque Banks est sorti en disant: « Hé, nous avons quelque chose de nouveau qui arrive dans notre bouilloire que nous n’avons jamais vu auparavant. » Courant à l’intérieur, ils virent que l’oxyde de nickel avait produit les liquides attendus. Mais le chrome avait produit une matière blanche et solide. Hogan et Banks étudiaient un nouveau polymère : le polypropylène cristallin. Hogan a déclaré que sa réaction a été immédiate : il s’est assis à son bureau et a rédigé une idée de brevet, et lui et Banks l’ont tous deux signé.
Avec le soutien total de la direction de Phillips, Hogan et Banks ont rapidement réorienté leurs efforts de recherche de la production d’essence vers le développement des plastiques. Leur première étape a été d’omettre le nickel pour s’assurer que le chrome agissait seul. La prochaine consistait à utiliser leur nouveau catalyseur au chrome pour produire un polymère d’éthylène. Bien que le polyéthylène ait été inventé dans les années 1930 (par la société britannique Imperial Chemical Industries), le processus de production nécessitait des pressions extrêmes de 20 à 30 000 livres par pouce carré (psi) et produisait un polymère ramifié à faible densité. En moins d’un an, Hogan et Banks ont développé un nouveau procédé qui ne nécessitait que quelques centaines de psi – et ont produit un polyéthylène haute densité (PEHD) beaucoup plus rigide, plus dur et plus résistant à la chaleur que tout ce qui existe sur le marché.
La direction de Phillips a fait passer les nouveaux plastiques de la découverte en laboratoire à la production à l’échelle commerciale en moins de six ans – ce qui n’est pas une mince affaire pour une compagnie pétrolière novice dans l’industrie des plastiques ! Aujourd’hui, les catalyseurs au chrome représentent toujours la majeure partie du HDPE mondial. Des centaines de qualités différentes de résine sont produites dans le monde par une variété de processus de fabrication à partir de dizaines de variantes différentes sur le catalyseur au chrome d’origine.
Marketing Marlex: Des cerceaux aux tubes en plastique
Phillips a introduit le PEHD en 1954, sous la marque de polyéthylène Marlex. Les responsables marketing de l’entreprise étaient extrêmement optimistes, s’attendant à ce que le produit rencontre un grand succès et que les Phillips ne soient pas en mesure de le garder sur les étagères. Mais le marché était devenu vaste et diversifié et le Marlex , alors produit en une seule nuance, était inadapté à certaines applications. Les stocks s’accumulent dans les entrepôts.
Le revirement est venu d’une source improbable – un grand anneau de tubes en plastique appelé le hula hoop. Ce jouet pour enfants est devenu si immensément populaire que la demande de Marlex ® a grimpé en flèche, accaparant toute la production de l’usine pendant près de six mois. Le président de Phillips, Paul Endacott, était tellement ravi qu’il a gardé un cerceau dans son bureau pour des démonstrations impromptues. La popularité du jouet a continué assez longtemps pour que Phillips améliore le processus de production et élargisse le nombre de qualités de produits disponibles.
L’engouement pour le hula hoop a ouvert la voie à des utilisations plus pratiques, telles que les tubes commerciaux et industriels. Au fil du temps, Marlex est également devenu le plastique préféré pour les biberons (en raison de sa capacité à résister aux températures élevées de stérilisation) et pour les contenants sûrs et incassables pour les aliments et autres produits ménagers.
La découverte du polypropylène cristallin et le développement du HDPE ont lancé ce qui est aujourd’hui une industrie de plusieurs milliards de dollars. La liste ci-dessous ne donne qu’une petite idée de l’impact de ces plastiques, qui sont utilisés dans des milliers d’applications. Le polypropylène et le HDPE jouent un rôle dans la gestion de graves problèmes environnementaux. Ils sont utilisés dans les soins médicaux et dans la santé publique et sont des matériaux essentiels dans une variété d’industries manufacturières et d’entreprises de produits de consommation. Il est important de noter que ces plastiques ont également créé des industries qui offrent des milliers d’emplois et d’opportunités commerciales dans ce pays et dans le monde.
Utilisations du polypropylène et du polyéthylène haute densité (HDPE)
| Polypropylène | PE HD | |
| Automobile | Boîtiers et plateaux de batterie Pare-chocs Doublures d’aile Garniture intérieure Réservoirs |
Réservoirs de carburant Bidons d’huile moteur Bidons d’essence portables Réservoirs sous le capot Isolation des fils |
| Éducation | Classeurs Pochettes transparentes Instruments d’écriture |
Sièges de classe et de stade |
| Environnement | Géotextiles pour l’érosion Sous-couches de chaussée |
Toilettes chimiques Barrières anti-érosion Revêtements de décharges Revêtements de bassins et de canaux |
| Maison | Boîtiers d’appareils Bouteilles et récipients Emballages alimentaires Ustensiles de cuisine pour micro-ondes |
Contenants pour aliments et boissons Bouteilles de produits ménagers Mobilier d’extérieur Jouets Sacs poubelles et de pelouse |
| Industrie | Moquette Caisses et bacs Filtres Mobilier de bureau Rubans adhésifs Sacs tissés |
Gaine de câbles Conduites de pétrole et de gaz Films d’emballage Réservoirs et fûts Isolation des fils |
| Médical | Matériel médical Conditionnement Seringues |
Conteneurs de déchets biomédicaux Flacons pharmaceutiques Tubes et cathéters |
| Municipal | Cordes et ficelles | Barrières autoroutières Slip-lining pour égouts Conteneurs à ordures Tuyaux utilitaires |
| des loisirs | Équipement de sécurité Articles de sport et vêtements de sport |
Panneaux de basketball Bouteilles d’eau et glacières Composants de motomarines |
Appareil utilisé pour découvrir le polyéthylène, 1933.
Assemblage d’équipement, en partie d’origine représentant l’installation de laboratoire avec laquelle le polyéthylène (polyéthylène) a été découvert, comprenant 1 pompe à main à balance de pression d’origine cuve sous pression ii supplémentaire : thermostat (voir fiches partielles)
Le polyéthylène (également connu sous le nom de « polyéthylène ») est le plastique le plus abondant au monde. Il a été découvert en 1933 à l’usine d’Imperial Chemical Industries à Winnington, au Royaume-Uni. L’expérimentation qui a conduit à la découverte impliquait des expériences où les matériaux étaient soumis à des pressions élevées (jusqu’à 2000 atmosphères), dans l’espoir de produire des résultats nouveaux et potentiellement utiles. Le vendredi 24 mars 1933, une équipe dirigée par Reginald Gibson a mis en place une expérience dans laquelle un mélange d’éthylène et de benzaldéhyde a été chauffé à 170C, la pression a été portée à 1700 atmosphères et l’appareil est parti dans l’espoir que les deux substances se combineraient ensemble. Aucune preuve de la réaction souhaitée n’a été trouvée, mais Gibson a écrit dans son carnet, « solide cireux trouvé dans le tube de réaction ». Il s’est avéré qu’il s’agissait d’un polymère d’éthylène,
La synthèse du polyéthylène est découverte, le 27 mars 1933
Ce n’est que le 27 mars 1933 que la première synthèse de polyéthylène industriellement pratique a été découverte par Eric Fawcett et Reginald Gibson, encore une fois par accident, chez ICI (Imperial Chemical Industries) à Northwich, en Angleterre. Au cours d’expériences à haute pression sur l’éthylène, un récipient d’essai avait fui et une trace d’oxygène était présente dans l’échantillon d’éthylène frais des chimistes, agissant comme un initiateur. Le polyéthylène s’est formé pendant la nuit. Après avoir été convaincu par les chimistes, ICI a vu une utilisation abondante de la substance et s’est orienté vers les brevets et la production.
La production qui impliquait la promotion de la polymérisation à des températures et des pressions douces est arrivée en 1938, mais a rapidement été étouffée. Parce que le polyéthylène s’est avéré avoir des propriétés de très faible perte aux ondes radio à très haute fréquence, la distribution commerciale en Grande-Bretagne a été suspendue au début de la Seconde Guerre mondiale. Le polyéthylène lui-même est devenu secret et le processus de production a été utilisé pour produire l’isolation des câbles coaxiaux UHF et SHF des radars.Pendant la Seconde Guerre mondiale, des recherches supplémentaires ont été effectuées sur le procédé ICI et, en 1944, Bakelite Corporation et Du Pont ont commencé la production commerciale à grande échelle.
La production de polyéthylène n’est devenue courante qu’à la fin des années 1950 et ce n’est que dans les années 1970 que le plastique a bénéficié de l’incorporation de chlorure de magnésium pour une flexibilité accrue. Le potentiel des plastiques et du polyéthylène a été reconnu dans le film The Graduate de 1967 lorsque M. McGuire donne à Benjamin quelques conseils de carrière : « Je veux te dire un mot. Juste un mot… plastiques. Il y a un grand avenir dans les plastiques. Pensez-y. »
En effet, ICI et The Graduate avaient raison. Plus de 300 millions de tonnes de plastique ont été produites en 2015 pour tout, des emballages à la construction, en passant par l’électronique et les jouets. La production de polyéthylène et son manque de biodégradabilité ont suscité des préoccupations environnementales. Des recherches récentes ont identifié des bactéries et des chenilles qui pourraient aider à le décomposer, et les plastiques biosourcés sont explorés comme alternative.
Le 27 mars 1933, deux chimistes organiques travaillant pour le laboratoire de recherche des industries chimiques impériales testaient divers produits chimiques. À la surprise de RO Gibson et EW Fawcett, la substance blanche et cireuse qu’ils testaient deviendrait une substance révolutionnaire qui changerait le monde. Le polyéthylène est né !
Les chercheurs ont déclenché une réaction entre l’éthylène et le benzaldéhyde, dans un autoclave. Il semble que leur conteneur de test ait fui et que toute la pression se soit échappée. Il y avait la substance blanche et cireuse qui ressemblait beaucoup à du plastique. Après avoir soigneusement répété et analysé l’expérience, les scientifiques ont découvert que la perte de pression n’était qu’en partie due à une fuite ; la principale raison était le processus de polymérisation qui s’était produit en laissant derrière lui le polyéthylène. Les premiers brevets pour le polyéthylène ont été déposés en 1936 par Imperial Chemical Industries. Un an plus tard, la première utilisation pratique du matériau, sous forme de film, a été découverte. En 1953, Karl Ziegler de l’Institut Kaiser Wilhelm et Erhard Holzkamp ont inventé le PEHD (polyéthylène haute densité). À partir de là, deux ans plus tard, en 1955, le PEHD a été produit sous forme de tuyau.
Saviez-vous que le polyéthylène a joué un rôle de soutien clé pendant la Seconde Guerre mondiale ? Il a d’abord été utilisé comme revêtement de câble sous-marin, puis comme matériau isolant essentiel pour des applications militaires vitales comme isolation radar. C’est parce qu’il était si léger et mince qu’il a permis de placer un radar sur les avions, réduisant ainsi considérablement le poids. La substance était un secret hautement gardé.
Après la guerre, le polyéthylène est devenu un énorme succès auprès des consommateurs. Il est devenu le premier plastique aux États-Unis à se vendre à plus d’un milliard de livres par an. C’est actuellement le plus grand volume de plastique au monde.
Aujourd’hui, le polyéthylène présente les avantages d’une excellente résistance à la vapeur d’eau , aux produits chimiques et à l’électricité. Il est largement utilisé pour fabriquer des conteneurs, des isolants de câbles métalliques, des tuyaux, des revêtements, des revêtements et des films techniques . Il est utilisé pour alimenter la transmission, les biens de consommation, les emballages, les produits électroniques ménagers et plus encore. Son principal inconvénient est sa faible résistance mécanique, à moins qu’il ne bénéficie d’un petit renfort de canevas ! Les développements technologiques continuent d’améliorer sa fonctionnalité, ce qui en fait l’utilisation la plus efficace des ressources naturelles de pétrole et de gaz naturel. Nous félicitons ces scientifiques d’avoir créé le polyéthylène qui est utilisé dans une variété de produits de feuilles de plastique aujourd’hui.Le polyéthylène est le plus grand volume de polymère produit dans le monde, avec plus de 90 millions de tonnes métriques par an !
Polyéthylène (PE)
Les polyéthylènes sont une famille de résines obtenues par polymérisation d’éthylène gazeux, créant un polymère thermoplastique constitué de longues chaînes hydrocarbonées. Le polyéthylène est fabriqué en différentes qualités. En faisant varier les catalyseurs et les méthodes de polymérisation, des propriétés telles que la densité, l’indice de fluidité, la cristallinité, le degré de ramification et de réticulation et la distribution du poids moléculaire peuvent être régulées sur de larges plages. Les polymères d’éthylène de bas poids moléculaire sont des fluides utilisés comme lubrifiants ; les polymères de poids moyen sont des cires miscibles à la paraffine ; et les polymères de poids moléculaire élevé sont les résines familières, rugueuses et coriaces utilisées dans l’industrie des plastiques dans le volume le plus élevé de tous les plastiques. Lorsqu’il est entièrement réticulé par irradiation ou par l’utilisation d’additifs chimiques, le polyéthylène n’est plus un thermoplastique. Lorsqu’il est durci pendant ou après le moulage, il devient un véritable thermodurcissable avec une bonne résistance à la traction, des propriétés électriques et une résistance aux chocs sur une large plage de températures.
De nombreux produits en plastique emblématiques, tels que Tupperware, sont fabriqués en polyéthylène. Depuis les années 1940, le polyéthylène est le plus visible dans les emballages, en particulier sous forme de sacs en plastique et de films plastiques. La mousse de polyéthylène est utilisée dans l’emballage, l’amortissement des vibrations et l’isolation, comme barrière ou composant de flottabilité, ou comme matériau de rembourrage.
Le polyéthylène a été synthétisé pour la première fois par le chimiste allemand Hans von Pechmann qui l’a préparé en 1898 en chauffant du diazométhane. Ses collègues Eugen Bamberger et Friedrich Tschirner ont caractérisé la substance blanche et cireuse et ont reconnu qu’elle contenait de longues chaînes -CH2- et l’ont appelée polyméthylène. La première synthèse de polyéthylène industriellement pratique a été découverte (encore une fois par accident) en 1933 par Eric Fawcett et Reginald Gibson à l’usine Imperial Chemical Industries (ICI) à Northwich, en Angleterre.
Polyethylene
En 1933, le polyéthylène a été découvert par Reginald Gibson et Eric William Fawcett. C’était l’un des premiers plastiques à être utilisé couramment. Il a été découvert par accident lors de la réaction d’éthylène et de benzaldéhyde à haute pression. Les exigences de la guerre et le besoin d’un meilleur isolant pour les câbles ont stimulé le développement du polyéthylène et il a joué un rôle clé dans le développement du radar.
https://www.edn.com/polyethylene-synthesis-is-discovered-by-accident-again-march-27-1933/
https://www.acs.org/education/whatischemistry/landmarks/polypropylene.html
https://plastics.syr.edu/page.php?id=/materials/polyethylene-pe