月: 2023年4月

Qu’est-ce que le caoutchouc naturel ?

Le caoutchouc naturel est un caoutchouc normalisé comme étant du “cis-1,4-polyprène obtenu à partir de l’hévéa”.

Le caoutchouc naturel est donc principalement produit dans les régions tropicales d’Asie du Sud-Est, d’Afrique et d’Amérique latine, où pousse l’hévéa. La production de l’Asie du Sud-Est représente environ 80 % de la production totale.

Le caoutchouc naturel est utilisé industriellement depuis les années 1800. Il est principalement commercialisé sous trois formes : le latex, qui est du caoutchouc liquide ; le RSS, qui est séché sous forme de feuilles ; et le TSR, qui est du caoutchouc broyé en petits morceaux, pressé et moulé.

Le RSS est mécaniquement plus résistant que le TSR, mais il est également plus cher.

Utilisations du caoutchouc naturel

Environ 70 % du caoutchouc naturel est utilisé dans les pneus d’avions, de camions, d’autobus et de voitures particulières. Pour augmenter la durabilité des pneus, il est mélangé à des caoutchoucs synthétiques tels que le SBR (caoutchouc styrène-butadiène) et le BR (caoutchouc butadiène).

En raison notamment des effets de ces mélanges, le caoutchouc naturel présente une résistance mécanique très élevée et est donc souvent utilisé dans les pneus de grande taille. Outre les pneus, il est également utilisé dans une large gamme de produits industriels tels que les courroies, les tuyaux et les pieds anti-vibration en caoutchouc, ainsi que dans des produits de consommation tels que les fils en caoutchouc, les élastiques et les chaussures telles que les pantoufles.

Il est aussi parfois utilisé comme additif aux plastiques.

Caractéristiques du caoutchouc naturel

Le caoutchouc naturel présente d’excellentes caractéristiques d’extensibilité, de résilience, de résistance à la déchirure, de déformation rémanente à la compression, de résistance à l’abrasion, de résistance à la fissuration par flexion et d’adhérence. Ce dernier se caractérise par un faible échauffement interne et une grande résistance à la rupture. Comme la plupart des caoutchoucs synthétiques, il présente une résistance élevée à l’eau et à l’alcool, mais une faible résistance à l’huile et à l’acide. Il se caractérise également par une faible résistance aux intempéries et à l’ozone.

Le caoutchouc naturel étant dérivé de matières naturelles, il peut avoir des propriétés physiques plus variables que le caoutchouc synthétique et peut contenir des impuretés.

Structure du caoutchouc naturel

Le caoutchouc naturel est fabriqué à partir de polyisoprène (un polymère d’isoprène : CH2=C(CH3)-CH=CH2), un composant obtenu en ajoutant de l’acide à la sève blanche appelée latex qui s’écoule des arbres à caoutchouc lorsqu’ils sont blessés.

La partie isoprène a une structure cis, de sorte que la chaîne moléculaire est de forme irrégulière et que la cristallisation se produit rarement.

Autres informations sur le caoutchouc naturel

1. Vulcanisation

La vulcanisation est le processus qui consiste à ajouter du soufre et à chauffer. Les doubles liaisons des molécules qui composent le caoutchouc naturel subissent une réaction d’oxydation au fil du temps, ce qui fait que le caoutchouc perd de son élasticité avec le temps.

De plus, le caoutchouc naturel manque de durabilité en termes de résistance à la chaleur et au froid, ce qui le rend difficile à utiliser en l’état. C’est pourquoi on traite le caoutchouc naturel en y ajoutant 5 à 8 % de soufre et en le chauffant à environ 140 °C. Les doubles liaisons réagissent alors avec le soufre, liant les molécules entre elles et augmentant la résistance chimique, la résistance mécanique et l’élasticité du caoutchouc. La plupart des caoutchoucs naturels utilisés dans la vie quotidienne sont des caoutchoucs vulcanisés.

2. Différence avec le caoutchouc synthétique

Outre le caoutchouc naturel, il existe le caoutchouc synthétique, qui est produit à partir de pétrole ou de naphte. Il est difficile de faire la différence entre le caoutchouc naturel et le caoutchouc synthétique visuellement, et il est difficile de déterminer visuellement si l’on utilise du caoutchouc naturel ou synthétique, car ils ont le même poids spécifique.

Le caoutchouc naturel est supérieur en termes de propriétés mécaniques, mais les caoutchoucs synthétiques, tels que le caoutchouc fluoré et le caoutchouc siliconé, présentent une résistance à la chaleur, une résistance à l’huile et une résistance aux intempéries plus élevées, et les caoutchoucs synthétiques présentent souvent de meilleures propriétés autres que la résistance mécanique.

3. Le caoutchouc naturel en tant que ressource

Comparé au caoutchouc synthétique, qui est dérivé du pétrole, le caoutchouc naturel est un matériau très écologique car il est d’origine naturelle. En somme, l’hévéa synthétise le caoutchouc naturel en absorbant le dioxyde de carbone, ce qui signifie qu’il utilise indirectement le dioxyde de carbone de la terre.

Après environ 25 ans de plantation, l’hévéa est replanté car son rendement en caoutchouc naturel diminue rapidement, et les hévéas abattus à ce moment-là sont principalement transformés en bois stratifié.

Le bois stratifié issu de l’hévéa est largement utilisé pour la fabrication de meubles et de revêtements de sol en raison de sa durabilité et de ses propriétés de coloration et de peinture. Il s’agit d’un matériau écologique, non seulement le caoutchouc naturel lui-même, mais aussi l’hévéa para, qui produit le caoutchouc naturel.

Qu’est-ce qu’une imprimante thermique ?

Les imprimantes thermiques impriment sur du papier thermique, du papier ordinaire ou des étiquettes en appliquant de la chaleur. Il existe deux types d’imprimantes thermiques en fonction de la méthode d’impression : les imprimantes thermiques directes et les imprimantes à transfert thermique.

Les imprimantes thermiques directes impriment sur un papier thermique spécial coloré par la chaleur. Quant aux imprimantes à transfert thermique, elles impriment sur du papier ordinaire ou des étiquettes en utilisant des rubans d’encre à transfert thermique qui fondent ou se subliment lorsqu’ils sont chauffés.

Traditionnellement, ces imprimantes n’étaient disponibles qu’en noir et blanc. Depuis quelques années, un nombre croissant d’imprimantes thermiques sont capables d’imprimer en couleur. L’on peut dire qu’elles sont en concurrence avec les imprimantes à jet d’encre.

Utilisations des imprimantes thermiques

Les têtes d’impression thermiques sont compactes, fiables et peu coûteuses. Par rapport aux têtes d’impression à jet d’encre, il n’y a pas de risque que l’encre obstrue les buses. C’est pourquoi les imprimantes thermiques sont largement utilisées pour un usage domestique et professionnel.

Parmi les imprimantes thermiques, les imprimantes directes ont l’avantage de ne pas nécessiter de toner ou de ruban encreur. En outre, les avantages de la fiabilité, du faible coût et de la compacité dus au petit nombre de composants de l’imprimante sont significatifs. Elles sont utilisées dans les imprimantes d’étiquettes portables qui impriment des codes-barres, des prix, etc. et les attachent aux produits.

Elles sont également largement utilisées dans les imprimantes de reçus de caisse, les imprimantes mobiles qui peuvent imprimer des photos sur place et les imprimantes de jouets. Les imprimantes à transfert thermique sont employées dans les imprimantes fax domestiques car elles sont peu coûteuses, compactes et impriment sur du papier ordinaire.

Elles sont aussi utilisées dans les imprimantes d’étiquettes pour l’impression de codes-barres et de dates de péremption, en raison de leur faible dégorgement d’encre et de leur résistance à l’eau et aux intempéries. Les imprimantes à transfert thermique, avec de l’encre colorée, sont souvent utilisées dans les imprimantes photo, où elles bénéficient d’un grand pouvoir d’expression.

Principe des imprimantes thermiques

Les imprimantes thermiques impriment en chauffant un élément chauffant intégré dans un bloc d’impression appelé tête d’impression thermique. Selon la méthode d’impression, on distingue deux types d’imprimantes : les imprimantes thermiques directes et les imprimantes à transfert thermique.

1. Imprimantes thermiques directes

Les imprimantes thermiques directes utilisent du papier thermique. Celui-ci se colore grâce à une réaction chimique provoquée par la chaleur. Elles impriment directement sur le papier thermique en utilisant la chaleur de la tête d’impression thermique. Elles se caractérisent par des coûts d’exploitation faibles et leur compacité. En revanche, le papier thermique a tendance à se décolorer sous l’effet de la chaleur et des produits chimiques, ce qui le rend inadapté aux étiquettes utilisées pendant de longues périodes.

2. Imprimantes à transfert thermique

Les imprimantes à transfert thermique utilisent des rubans encreurs à transfert thermique pour imprimer en transférant l’encre du ruban encreur au papier à l’aide de la chaleur de la tête d’impression thermique. En fonction du choix du matériau de base de l’étiquette, les imprimantes à transfert thermique présentent l’avantage de pouvoir produire des étiquettes résistantes à la chaleur, aux produits chimiques, etc. L’inconvénient est la taille importante de l’imprimante.

Autres informations sur les imprimantes thermiques

Papier thermique et rubans encreurs pour imprimantes thermiques

Le papier thermique utilisé dans les imprimantes thermiques directes est fabriqué en recouvrant un papier ou un film de base d’une couche composée principalement de colorant leuco, un colorant qui peut passer de la couleur à l’incolore, et d’un agent de développement des couleurs. La chaleur dégagée par la tête d’impression thermique fait fondre le révélateur de couleurs contenu dans la couche thermique et agit sur le colorant leuco, qui prend alors une couleur. Cette coloration est contrôlée par l’imprimante pour imprimer des caractères et des codes-barres.

Il existe deux types de rubans encreurs pour les imprimantes à transfert thermique : le transfert thermique par fusion et le transfert thermique par sublimation. Les rubans encreurs utilisés pour la méthode de fusion sont enduits d’une encre qui fond lorsqu’elle est chauffée. La chaleur de la tête d’impression thermique fait fondre l’encre et la transfère sur le papier, où elle se solidifie et se fixe en refroidissant.

Les rubans encreurs à sublimation sont enduits d’une encre qui se sublime lorsqu’elle est chauffée. La chaleur de la tête d’impression thermique entraîne la vaporisation de l’encre et son transfert sur le papier. La densité de l’encre peut être contrôlée en continu en variant la chaleur appliquée, ce qui permet d’exprimer des gradations douces. Convient aux imprimantes photo.

Qu’est-ce qu’un embrayage électromagnétique ?

Un embrayage électromagnétique est une machine qui utilise la force électromagnétique générée dans une bobine pour connecter deux arbres afin de transmettre la puissance, ou pour déconnecter les deux arbres afin de couper la puissance.

La transmission de la puissance peut être facilement contrôlée en alimentant la bobine, ce qui permet non seulement un fonctionnement à distance, mais aussi une transmission intermittente de la puissance.

Les embrayages électromagnétiques sont classés en trois catégories : à friction, à engagement, pneumatique et à ressort, en fonction de la méthode de génération du couple.

Parmi ceux-ci, le type à friction est le plus couramment utilisé en raison de sa structure simple, de son faible coût et de son excellente contrôlabilité.

Utilisations des embrayages électromagnétiques

Les embrayages électromagnétiques sont utilisés comme machines pour transmettre la puissance de rotation des moteurs, comme force motrice pour les générateurs et les pompes hydrauliques dans l’équipement automobile, etc.

Les embrayages peuvent être mécaniques, hydrauliques ou électromagnétiques, selon leur principe de fonctionnement, mais les embrayages électromagnétiques sont couramment utilisés dans les applications industrielles.

En effet, la transmission de puissance entre les arbres peut être facilement contrôlée par une force électromagnétique.

Outre l’équipement automobile, les petits embrayages électromagnétiques sont également utilisés pour la transmission du couple dans l’équipement de bureau et l’équipement de télécommunication.

Principe des embrayages électromagnétiques

Outre les embrayages électromagnétiques, il existe d’autres types d’embrayages, notamment les embrayages mécaniques et hydrauliques, en fonction de la méthode d’actionnement.

Les embrayages électromagnétiques sont couramment utilisés parce qu’ils sont facilement contrôlés par des forces électromagnétiques.

Ils sont classés en différents types selon la méthode de génération du couple, mais cette section décrit les embrayages embrayés, les embrayages à friction et les embrayages automatiques.

• Embrayage à engrenages
  Les embrayages engagent les mâchoires de l’arbre entraîné et de l’arbre moteur pour connecter ou déconnecter les deux arbres.
  Il n’y a pas de glissement entre les mâchoires et la puissance peut être transmise efficacement.
  Comme l’engrènement pendant la rotation génère un impact, l’embrayage est joint pendant les opérations à faible vitesse.
• Embrayage à friction
  Les embrayages à friction transmettent la puissance par la force de friction lorsque les plaques de friction fixées à l’arbre moteur et à l’arbre entraîné entrent en contact l’une avec l’autre.
  La force avec laquelle les plaques de friction sont pressées peut être modifiée, de sorte qu’une jonction en douceur avec un impact minimal peut être obtenue même lorsque l’arbre est en rotation.
• Embrayage automatique
  Transmet ou coupe automatiquement la puissance lorsque la rotation d’un arbre dépasse certaines conditions.
  Par exemple, dans les embrayages centrifuges qui utilisent la force centrifuge, les plaques de frottement du côté moteur et du côté entraîné entrent automatiquement en contact lorsqu’une certaine vitesse de rotation est dépassée.
  La puissance peut ainsi être transmise par les surfaces de frottement.

Qu’est-ce qu’un élévateur électrique ?

Les élévateurs électriques sont des plateformes de travail permettant de charger et de déplacer des charges dans des situations où le travail en hauteur est nécessaire.

Même si les charges sont lourdes, ils peuvent être levés et abaissés de manière stable et s’arrêter immédiatement en cas de besoin.

La vitesse de levage et d’abaissement est contrôlable. En levant et en abaissant à une vitesse constante, ils nécessitent un mouvement régulier et peuvent travailler efficacement.

Par rapport aux élévateurs hydrauliques, les élévateurs électriques ont l’avantage de générer moins de bruit lors du levage et de l’abaissement et il n’y a pas de risque de fuite d’huile.

Utilisations des élévateurs électriques

Les élévateurs électriques sont utilisés dans divers lieux de travail où des marchandises ou des personnes doivent être soulevées ou abaissées en hauteur.

Dans les usines, telles que les usines alimentaires, les usines automobiles, les usines chimiques et les usines d’appareils ménagers, les ascenseurs électriques sont intégrés dans les lignes de production. La hauteur des marchandises transportées peut être ajustée en les plaçant sur l’élévateur électrique.

Ils sont également utilisés dans les décors de théâtre, où la position des outils est ainsi ajustée en fonction de la représentation.

L’élévateur est également utilisé pour l’arrimage des pièces lors de l’assemblage de robots.

Principe des élévateurs électriques

Sur les chaînes de production des usines et sur d’autres sites où le travail en hauteur est nécessaire, il y a des situations où des charges doivent être levées ou abaissées.

Les principaux types d’équipements utilisés pour lever et abaisser des charges lourdes sont les élévateurs électriques, les élévateurs hydrauliques et les élévateurs électro-hydrauliques.

Les élévateurs électriques n’utilisent pas d’huile comme force motrice pour le levage et l’abaissement, de sorte qu’il n’y a pas de fuite d’huile ni de risque d’abaissement spontané. Ils ne nécessitent pas non plus de vidange d’huile.

Les élévateurs hydrauliques utilisent la pression hydraulique pour lever et abaisser les charges, l’opérateur réglant manuellement la hauteur de levage. Ils conviennent au levage de charges relativement légères. L’élévateur lui-même est facile à déplacer et peut être utilisé dans des espaces restreints. Il présente également l’avantage de ne pas nécessiter d’alimentation électrique.

Les élévateurs électro-hydrauliques sont des élévateurs électriques dotés d’une unité hydraulique intégrée dans le corps principal, qui est très durable et largement utilisée pour un large éventail d’utilisations.

De nombreux élévateurs électriques utilisent un bras en forme de X pour soulever et abaisser la charge afin de maintenir la surface d’installation de la charge à l’horizontale.

L’effet de ce bras empêche l’élévateur de se balancer latéralement et permet de le soulever et de l’abaisser en toute sécurité.

Qu’est-ce qu’un four de traitement thermique ?

Un four de traitement thermique est un four qui améliore la structure et les propriétés des métaux par chauffage et refroidissement.

Le traitement thermique comprend la trempe, qui durcit le fer, et le revenu, qui le durcit.

La technologie du traitement thermique a été développée pour rendre les épées japonaises plus dures, plus tranchantes et moins susceptibles de se briser. Les fours de traitement thermique ont commencé à se développer au Japon après la Seconde Guerre mondiale. Avec les progrès technologiques de l’industrie sidérurgique, la technologie de ces fours a également connu de grands changements.

Les fours de traitement thermique comprennent les fours de placage, les fours de cémentation, les fours de brasage et les fours de recuit.

Ils consistent en une combinaison d’un four de chauffage et de refroidissement. La qualité du produit étant affectée, le four de traitement thermique le plus approprié doit être sélectionné en fonction du type de produit et du volume de production.

Utilisations des fours de traitement thermique

Les fours de traitement thermique sont utilisés dans les utilisations suivantes :

1. L’industrie alimentaire

Pendant les saisons chaudes de l’année, le problème des bactéries à l’origine d’intoxications alimentaires est abordé. De nombreuses bactéries sont tuées par le traitement thermique, d’où l’utilisation de ces fours. Dans les usines alimentaires, le matériel de production est stérilisé à environ 130°C pendant 30 minutes.

2. L’industrie automobile

Les fours de traitement thermique sont utilisés comme technologie pour soutenir la grande rigidité des véhicules. Les produits sont traités thermiquement sous un contrôle de température constant dans des fours continus à mailles ou à rouleaux.

Principe des fours de traitement thermique

Les fours de traitement thermique sont utilisés pour la “trempe”, le “revenu” et le “placage” de l’acier. Ils se composent d’une combinaison d’un four de chauffage et d’un four de refroidissement. C’est cette combinaison qui détermine particulièrement la qualité. Les fours de chauffage peuvent être divisés en deux grandes catégories : les “incinérateurs” et les “fours électriques”, dont les caractéristiques sont les suivantes :

1. Les incinérateurs

Les incinérateurs brûlent de la paraffine, de l’huile lourde, du GPL ou du gaz de ville comme combustible.

2. Les fours électriques

Des appareils de chauffage industriels sont utilisés pour augmenter la température du four, tandis que des systèmes à laser, à bobine et à faisceau sont disponibles pour un chauffage précis.

3. Les fours de chauffage

Le contrôle de la température et du temps est important pour garantir une qualité constante du produit dans les fours de chauffage. Elle est donc contrôlée par un enregistreur de température, qui avertit l’opérateur de tout écart par rapport aux conditions de température. Une fois les conditions dépassées, le produit se trouvant dans le four à ce moment-là peut se révéler défectueux.

4. Les fours de refroidissement

Les fours de refroidissement peuvent être “refroidis à l’air”, “refroidis à l’eau”, “refroidis à l’huile” ou “refroidis par le four”. Chacun d’entre eux dispose d’une vitesse de refroidissement différente. Dans le cas du refroidissement par four, les produits sortant du four sont refroidis naturellement sans être touchés, ce qui a pour effet de les recuire.

Structure des fours de traitement thermique

Dans un four de traitement thermique, le traitement thermique est un ensemble de chauffage et de refroidissement. Le processus diffère selon le type d’équipement de traitement thermique.

1. Le type discontinu

Les produits traités sont placés sur des rouleaux, puis dans le four. Après le chauffage et le maintien, les rouleaux sont déchargés et refroidis à l’aide d’un liquide de refroidissement. Ce type de traitement convient aux petites quantités.

2. Le type continu

Le chauffage et le refroidissement sont effectués en continu et peuvent être classés comme intermittents ou purement continus. Dans le cas du type intermittent, les fours de chauffage et de refroidissement sont séparés l’un de l’autre, tandis que le type continu pur est un type intégré. Ils conviennent aux grandes quantités de traitement.

Types de fours de traitement thermique

1. Les fours de forgeage

Les matériaux tels que les barres d’acier sont chauffés à une température appropriée avant d’être forgés pour les rendre plastiques.

2. Les fours de laminage

Les billettes, les brames et les billettes sont chauffées à l’état plastique et laminées en produits tels que les formes, les barres, les fils machine et les plaques en acier.

3. Les fours de normalisation

Ces fours servent à homogénéiser la microstructure de l’acier devenue non uniforme au cours de la coulée ou du forgeage, ainsi qu’à améliorer les propriétés mécaniques et l’usinabilité. Ils ont une capacité de chauffe d’environ 800-900°C et les produits sont ensuite refroidis à l’air.

4. Les fours de recuit

Ils éliminent les contraintes internes produites par l’usinage à froid. Contrairement à la trempe, le produit est chauffé puis refroidi lentement dans le four.

5. Les fours de trempe

Celui-ci durcit l’acier pour lui donner des propriétés d’usure et le trempe dans un bain d’eau ou d’huile après l’avoir chauffé.

6. Les fours de revenu

Les fours de revenu donnent de la ténacité à l’acier qui est devenu cassant pendant la trempe. Ils éliminent ainsi les contraintes résiduelles du processus de trempe pour empêcher la fissuration. L’acier trempé est chauffé à une température inférieure à 700°C et refroidi à l’air.

7. Les fours de cémentation

Ce four durcit la surface de l’acier et lui confère une résistance à l’usure. L’acier est chauffé dans un gaz métamorphique endothermique de cémentation pendant un certain temps. Il est ensuite trempé à une température légèrement supérieure à la température de transformation austénitique afin d’éviter les déformations.

8. Les fours de traitement thermique de l’aluminium

Ils éliminent les déformations causées par l’usinage et le retrait de refroidissement des pièces moulées. Ils garantissent ainsi des propriétés mécaniques adéquates en homogénéisant la microstructure.

Qu’est-ce qu’une pile à combustible ?

Une pile à combustible utilise l’énergie électrique générée lorsque l’hydrogène et l’oxygène réagissent pour former de l’eau. L’hydrogène est fourni à l’électrode de combustible et l’oxygène à l’électrode d’air à travers l’électrolyte pour provoquer une réaction. Par rapport à l’utilisation de combustibles fossiles, l’impact sur l’environnement est extrêmement faible et l’efficacité énergétique est excellente, de sorte qu’une variété d’utilisations existe.

Outre l’hydrogène lui-même, les combustibles fossiles tels que le gaz naturel, le GPL et le méthanol peuvent être utilisés comme source d’énergie en les reformant à l’aide d’un catalyseur, et sont utilisés en fonction du lieu et de l’utilisation.

Utilisations des piles à combustible

Lorsque les piles à combustible ont été mises au point, elles étaient installées dans les engins spatiaux pour extraire simultanément de l’électricité et de l’hydrogène. Aujourd’hui, leur utilisation la plus répandue est celle des générateurs domestiques.

Les générateurs domestiques à piles à combustible sont installés pour contribuer à la production d’électricité pendant les périodes de pointe et utilisent le gaz de ville comme source d’hydrogène pour la production d’électricité.

Un autre domaine qui attire l’attention est celui des véhicules à piles à combustible, qui présentent divers avantages tels qu’une longue autonomie sans besoin de recharge et un faible impact sur l’environnement. Ils sont maintenant sur le marché mais des problèmes restent à résoudre dans le développement des stations d’hydrogène et dans d’autres domaines lorsqu’ils sont compatibles avec un faible impact sur l’environnement.

Principe des piles à combustible

Il existe deux types de piles à combustible en fonction du type d’électrolyte utilisé : les piles à combustible à électrolyte polymère et les piles à combustible à oxyde solide.

La pile à combustible à électrolyte polymère se caractérise par l’utilisation d’une membrane échangeuse de cations à base de fluoropolymère comme électrolyte. Elle utilise du méthanol ou du gaz de ville comme combustible, en plus de l’hydrogène pur. En raison de leur structure relativement simple et de leur taille compacte, ces piles sont utilisées dans de nombreuses utilisations telles que les générateurs domestiques et les véhicules à piles à combustible. Des recherches sont actuellement menées pour réduire l’utilisation de catalyseurs à base de platine, ceux-ci étant coûteux.

Les piles à combustible à oxyde solide se caractérisent par l’utilisation de céramiques comme électrolytes et, comme le type d’électrolyte polymère, utilisent de l’hydrogène pur, du méthanol ou du gaz de ville comme combustible. La structure est plus simple que celle du type d’électrolyte polymère, l’efficacité théorique de la production d’énergie est plus élevée et les catalyseurs en platine coûteux ne sont pas nécessaires. Des vérifications et des améliorations sont en cours.

Avantages des piles à combustible

Les piles à combustible présentent les avantages suivants :

1. Rendement élevé de la production d’électricité :
   dans le cas de la production d’énergie thermique, la chaleur provenant de la combustion du combustible est utilisée pour produire de la vapeur, qui fait tourner une turbine pour produire de l’électricité. Dans ce cas, il y a perte d’énergie lorsque l’énergie chimique du combustible est convertie en énergie électrique par le biais de l’énergie thermique et cinétique. En outre, de l’énergie est également perdue lors du transport de l’électricité depuis la centrale électrique. En revanche, les piles à combustible domestiques ont un rendement de production d’électricité très élevé car elles convertissent l’énergie chimique directement en énergie électrique sans pertes de transmission.
2. Source d’énergie stable :
   l’hydrogène utilisé dans les piles à combustible peut être obtenu à partir de diverses matières premières telles que le gaz de pétrole liquéfié, le gaz naturel, le pétrole, le méthanol et la biomasse. Cela garantit un approvisionnement stable en combustible.
3. Faible impact sur l’environnement :
   la combustion d’un combustible, comme dans la production d’énergie thermique, produit non seulement du dioxyde de carbone, mais aussi des oxydes d’azote, des oxydes de soufre et d’autres polluants atmosphériques. Les piles à combustible, en revanche, sont très respectueuses de l’environnement car elles ne produisent que de l’eau lors de la production d’électricité.
4. Très silencieuses :
   les piles à combustible ne nécessitent pas de turbines ou autres équipements et génèrent de l’électricité à partir de réactions chimiques uniquement. Aussi, elles sont très silencieuses et génèrent très peu de vibrations.

Les piles à combustible présentent donc de très bonnes caractéristiques mais sont actuellement confrontées à des défis tels que des coûts élevés et une courte durée de vie.

Qu’est-ce que l’acroléine ?

L’acroléine est un aldéhyde insaturé avec une double liaison carbone-carbone.

Dans la nomenclature de l’UICPA, elle est désignée sous le nom de 2-propénal. Elle est également connue sous plusieurs noms communs, notamment aldéhyde acrylique et propénaldéhyde. Sa formule spécifique est CH2=CHCHCHO.

L’acroléine a un poids moléculaire de 56,06, un point de fusion de -88°C et un point d’ébullition de 53°C. À température ambiante, c’est un liquide incolore ou légèrement jaunâtre avec une forte odeur piquante. Elle est soluble dans l’eau, avec une solubilité de 20 g/100 ml (20 °C).

L’acroléine se forme également lors de la décomposition thermique des graisses et des huiles. Elle a une forte odeur piquante et est toxique. Elle est également très inflammable et peut être facilement enflammée par la chaleur ou des étincelles.

C’est pourquoi il est désigné par diverses lois et réglementations concernant les substances toxiques et inflammables. Il convient donc de faire preuve de prudence lors de la manipulation de l’acroléine.

Utilisations de l’acroléine

L’acroléine est utilisée comme matière première synthétique pour la glycérine et l’alcool allylique. Elle sert aussi d’agent de traitement des fibres et comme liant de réticulation, ainsi que de matière première dans la synthèse de produits pharmaceutiques tels que la méthionine. La production, le solvant et l’extraction d’osmium colloïdal, de rhodium et de ruthénium en sont d’autres exemples.

L’acroléine a également été employée dans le passé comme composant de résine dans les peintures, ce qui est rare de nos jours : les peintures à base de résine de silicone sont devenues la norme.

L’on sait également que, dans le corps humain, l’acroléine augmente dans le sang au début d’un infarctus cérébral. Lors d’un infarctus cérébral, les vaisseaux sanguins du cerveau se bouchent et les cellules environnantes se désagrègent. Au cours de ce processus, les polyamines qui s’échappent des cellules sont décomposées par la polyamine oxydase, ce qui entraîne une augmentation de l’acroléine dans le sang en tant que métabolite. L’acroléine est donc intéressante en tant que biomarqueur pour détecter le risque d’infarctus cérébral ou accident vasculaire cérébral asymptomatique.

Caractéristiques de l’acroléine

Le principe de l’acroléine est expliqué en termes de propriétés, de méthode de synthèse et de réactions chimiques.

1. Propriétés de l’acroléine

L’acroléine est la chaîne de composés aldéhydiques insaturés la plus simple du point de vue structurel, avec une double liaison carbone-carbone intramoléculaire et un groupe aldéhyde, représenté par CH2=CHCHCHO, avec un poids moléculaire de 56,07 et un liquide incolore ou jaune pâle à température ambiante avec une densité de 0,8389 (à 20 °C). Elle a également une odeur piquante.

Elle est très réactive et se polymérise facilement en un solide résineux. Elle est instable, surtout en présence de lumière, d’alcalis et d’acides forts. Comme l’oxydation et la polymérisation se produisent même à l’air, des inhibiteurs de polymérisation tels que l’hydroquinone sont souvent utilisés comme stabilisateurs.

2. Méthodes de synthèse de l’acroléine

Dans les méthodes de synthèse en laboratoire, l’acroléine est synthétisée en déshydratant le glycérol à l’aide d’un agent déshydratant tel que l’hydrogénosulfate de potassium. La méthode de synthèse industrielle courante consiste à faire passer des vapeurs chaudes de glycérol à travers du sulfate de magnésium.

3. Réactions chimiques de l’acroléine

L’acroléine est un composé carbonyle α,β-insaturé qui subit une addition 1,4 par un nucléophile. En tant qu’accepteur dans les réactions d’addition de Michael, il existe de nombreux exemples de réactions. Un exemple est la formation de 3-méthylthiopropanal dans le processus de synthèse de la méthionine.

La réduction produit également du propanol via le propionaldéhyde. En effet, la partie oléfinique est réduite avant le groupe aldéhyde.

Types d’acroléine

L’acroléine n’est pas largement fabriquée et vendue car c’est un composé instable. Elle est toutefois distribuée comme réactif de recherche.

En tant que réactif de recherche, elle est disponible dans le commerce sous les formes suivantes :

• 100 ug/mL ou 10 mg/mL en solution aqueuse.
• 100 ug/mL ou 1 000 ug/mL solution méthanol:eau = 9:1.
• Solution de paradioxane à 5,0 mg/ml.

Comme c’est un composé très instable, il s’agit généralement d’un réactif réfrigéré ou congelé. Si le produit est trouble en raison de la formation d’une forme polymérisée ou oxydée, il doit être purifié par distillation ou par d’autres moyens et utilisé dès que possible.

Qu’est-ce que l’acrylonitrile ?

L’acrylonitrile, abrégé AN, est un composé organique, un liquide transparent incolore à l’odeur sucrée, passant progressivement au jaune pâle sous l’effet de la lumière. Il est connu pour être soluble dans la plupart des solvants organiques, en particulier l’éthanol et l’acétone. Il s’agit d’un type de nitrile, également connu sous le nom d’acrylonitrile ou de cyanure de vinyle.

L’acrylonitrile a une formule moléculaire de CH2=CHCN, un poids moléculaire de 53,06, un point de fusion de -83 à -84°C, un point d’ébullition de 78°C. C’est une substance importante dans l’industrie chimique en tant qu’intermédiaire. Toutefois, elle est toxique et inflammable (point d’éclair de -1°C). Il convient également de faire preuve de prudence lors du stockage du produit car la polymérisation est provoquée par l’action de la lumière, de l’oxygène et des alcalis. Il s’agit d’un composé organique qui n’existe pas dans la nature et qui a été observé à plusieurs ppm dans les zones industrielles.

Utilisations de l’acrylonitrile

L’acrylonitrile se polymérise activement avec des acides et des bases fortes pour former des composés cycliques avec des doubles liaisons actives. Il est donc utilisé comme matière première pour les produits pharmaceutiques, les teintures et les peintures, ainsi que pour les fibres de carbone, utilisées dans les avions et d’autres secteurs exigeant légèreté et résistance.

Le polyacrylonitrile (PAN), un polymère de l’acrylonitrile, est utilisé comme ingrédient principal des fibres acryliques pour les produits tricotés tels que les pulls et les chaussettes.

Il est également utilisé comme matière plastique en tant que matière première pour les résines synthétiques telles que l’ABS et les résines AS. Il est également utilisé comme matière première principale pour le caoutchouc synthétique présents dans les pneus, les emballages et les bandes transporteuses.

Réactions de l’acrylonitrile

L’acrylonitrile réagit principalement en tant que monomère pour produire des polymères tels que le polyacrylonitrile. En tant que réactivité autre que la polymérisation, l’acrylonitrile est sensible à l’addition de Michael (addition 1,4) en raison de ses caractéristiques structurelles. Il est donc utile comme agent cyanoéthylant. La dimérisation permet également d’obtenir de l’adiponitrile, qui est utilisé comme matière première pour le nylon.

Production d’acrylonitrile

L’acrylonitrile est produit industriellement par le procédé SOHIO, dans lequel le propylène est soumis à l’action de l’ammoniac et de l’oxygène en présence d’un catalyseur à base d’oxyde métallique. L’acétonitrile et le cyanure d’hydrogène sont des sous-produits qui sont également employés comme produits industriels.

Qu’est-ce que l’acrylate de méthyle ?

L’acrylate de méthyle est un composé organique faisant partie des ester acryliques.

Il est parfois abrégé en MA ; dans la nomenclature UICPA, il est appelé propénoate de méthyle.

Il s’agit d’un composé ester avec une double liaison dont la formule moléculaire est CH2=CHCOOCH3. Ce liquide incolore dégage une forte odeur d’ester, semblable à celle des fruits dans la nature. En tant que substance volatile et inflammable, il est désigné comme substance dangereuse et liquide non soluble dans l’eau.

Utilisations de l’acide de méthyle

L’acide acrylique de méthyle est un composé polyvalent en tant que réactif dans diverses réactions chimiques. En tant que tel, il est utilisé comme matière première dans un grand nombre d’industries, tout comme les autres esters acryliques en général.

Ses principales applications sont la fabrication de fibres acryliques, de résines de moulage, d’adhésifs, de peintures, d’émulsions, d’agents de traitement des fibres et de revêtements. Il est également utilisé comme matière première pour la copolymérisation d’autres résines.

Parmi les secteurs industriels spécifiques, on peut citer l’industrie automobile (diverses pièces et résines de moulage), le traitement du cuir et du papier et la production de caoutchouc acrylique.

L’acrylate de méthyle est également supérieur en tant qu’adhésif et collant en termes de transparence, de résistance à la chaleur et de résistance aux solvants. C’est pourquoi il est également utilisé dans les feuilles de protection pour les écrans LCD et les smartphones.

Caractéristiques de l’acide de méthyle

L’acrylate de méthyle est un composé de poids moléculaire 86,1, de point de fusion -76,5°C, de point d’ébullition 80,3°C et de point d’éclair -2,8°C, représenté par la formule moléculaire CH2=CHCOOCH3. C’est un liquide incolore et transparent à température ambiante, d’une densité de 0,953-0,959 g/mL (20°C) et soluble dans l’eau (6 g/100 ml d’eau, 20°C). Le numéro d’enregistrement CAS est 96-33-3.

1. Méthode de synthèse de l’acrylate de méthyle

Les esters d’acide acrylique réagissent facilement avec les nucléophiles, car la fraction oléfinique est activée par les propriétés d’extraction d’électrons du groupe ester. Ils ont également tendance à s’auto-polymériser, c’est pourquoi l’éther monométhylique d’hydroquinone est généralement ajouté comme stabilisateur.

L’acrylate de méthyle est le plus facilement polymérisé des esters de l’acide acrylique et de l’acide méthacrylique. Il peut également contenir de l’acétate de méthyle et du propionate de méthyle en tant qu’impuretés.

Types d’acide de méthyle

L’acide de méthyle, en tant que produit, peut être classé en petits produits pour des utilisations de réactifs, et en produits de grande capacité pour une utilisation industrielle. Les capacités des petits produits utilisés comme réactifs chimiques vont de 1 ml, 10 ml, 25 ml, 50 ml et 100 ml à environ 500 ml, 1 litre et 2,5 litres.

Ils contiennent généralement environ 100 à 300 ppm d’éther monométhylique d’hydroquinone comme agent anti-polymérisation. Les grands produits à usage industriel sont disponibles en bidons de 15 kg, en fûts de 180 kg et en camions.

Autres informations sur l’acide de méthyle

Informations de sécurité sur l’acrylate de méthyle

Le mélange de vapeur d’acide acrylique de méthyle et d’air présente un risque d’explosion en cas d’inflammation. L’acide acrylique de méthyle lui-même est également inflammable.

De plus, divers dangers ont été identifiés en termes de risques pour le corps humain, notamment les suivants :

• Brûlures cutanées et lésions oculaires graves.
• Lésions oculaires graves.
• Toxicité en cas d’inhalation.
• Risque de cancer.
• Risques respiratoires.
• Toxique pour les organismes aquatiques.

Des équipements de protection tels que des lunettes et des gants de protection sont donc indispensables lors de la manipulation.