Plastique et pollution

[ilelogique]

Bonjour,
autant prévenir, si j'ai des connaissances en maths et en physique, ce que je sais en chimie ne va guère au delà de mes souvenirs du bac...
j'ai plusieurs questions, qui si ça se trouve, n'en font qu'une : comment définit-on un produit polluant ?
Outre le fait évident que ça tue et donc bouleverse l'éco-système, je me demande ce qu'en dit la chimie...
Plus précisément je suis sur les plastiques et leur (grave) présence dans les océans.
J'ai cru comprendre que ces derniers sont issus du pétrole ou du charbon et qu'on crée avec des bases de molécules à partir de doubles liaisons carbone avec des hydrogènes (polymères ?).
Or que veut dire "durée de vie du plastique" ?? Il semble qu'un sac plastique, par exemple, finit par se décomposer en très petits morceaux (que les poissons et oiseaux ingèrent, puis nous bien sûr),
or, est-ce encore du plastique ? Jusqu'où ? Jusqu'à ce que la molécule se soit elle même défaite ? (je ne sais pas comment on dit lorsque les atomes se décrochent...)
Par exemple C2H6 est-il polluant ?
On parle de plastiques oxo-fragmentables, n'est-ce pas pire au fond ?
finalement, une "molécule de plastique" (si tant est que ça existe...) a-t-elle une durée de vie, ne peut-elle être éternelle ?
Comment définit-on la durée de vie d'un plastique ? Quand peut-on considérer qu'il ne pollue plus ?
ou bien ne peut-on parler que de dilution ? je veux dire dès lors que le pourcentage de présence du produit est devenue en dessous d'une valeur limite ? (mais alors où sont passées les autres molécules ???)
que devient le plastique avec le temps ? il redonne du carbone et de l'hydrogène dans la nature ?
Bon, je ne sais pas si j'ai été clair,
merci à vous,
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[syapk]

UV + plastique = décomposition totale des molécules de plastique non traité UV

http://www.sfecologie.org/regards/20...-et-ghiglione/

[ecolami]

Bonjour,
Les matières plastiques qui nous posent tant de problèmes en tant qu'emballage sont celles qui flottent dans l'eau Polyéthylène PE et Polypropylène PP, les autres qui flottent en tant plus lourdes sont des "corps creux" (flacons, flotteurs...). La solution au problème est de cesser de fabriquer des sacs plastiques qui flottent afin de réduire leur dispersion a des milliers de km en plein océan. cela est facile et ne pose aucun problème.
Tous les plastiques sont lentement dégradés a l'air libre sous l'action du soleil et des traces d'ozone de l'air. Dans l'eau l'action des ultraviolets du soleil est réduite mais pas arrêtée seulement le plastique est protégé de l'oxygène de l'air et sa dégradation ne se fait pratiquement plus.
Des mécanismes biologiques peuvent via des biofilms et des enzyme extérieures tenter d'attaquer ces plastiques. Leur inertie chimique et leur hydrophobies limitent beaucoup cette possibilité. Il existe des enzymes capables d'attaquer par oxydation presque n'importe quoi mais avec de faibles rendement. Mais une fois oxydées d'autres enzymes peuvent "s'accrocher" a la zone oxydée et continuer l'attaque.
Les Plastique PE et PP peuvent se dégrader en chaines polymères de plus petite taille et deviennent alors plus fragiles et cassantes, la dégradation continuant on arrive a un stade ou il apparait des fragments de plus en plus petits en dimension et en taille de polymère=longueur de chaine polymère. Les chaines PE raccourcies sont plus facilement biodégradables que les PP qui sont trés ramifiées. Au fur et à mesure que les chaines raccourcissent on observe ces matières: Plastique, plastique dégradé en miettes, cires, huiles, liquides. Dans ce schéma la biodegradation et/ou la photoxydation produisent des molécules portant des fonction cétone ou alcool secondaire eventuellement terminées par des fonction acide carboxylique ou alcool.

[ilelogique]

Merci,
en fait, plus que les solutions, je cherche à savoir ce que vous entendez précisément, par exemple, par "dégrader" ou "attaquer" les plastiques ?
Est-ce à dire que ça coupe les longues chaînes de molécules desquelles sont fait les plastiques ? Mais en ce cas, à partir de quelle "longueur" de chaîne considérons-nous que ce n'est plus du plastique, et donc plus polluant ?
Merci

[A voir en vidéo sur Futura]

[ecolami]

Bonjour,
La réponse est contenue dans ta question. Qu'est-ce qu'une matière plastique? C'est un solide et un polymère et c'est susceptible de fondre. Quand les morceaux (de chaîne polymères) sont assez court pour que ce ne soit plus solide le plastique à disparu.
Je t'ai décrit précisément ce qui se passait:

Les chaines PE raccourcies sont plus facilement biodégradables que les PP qui sont trés ramifiées. Au fur et à mesure que les chaines raccourcissent on observe ces matières: Plastique, plastique dégradé en miettes, cires, huiles, liquides.

En fait on n'observe pas les phase huile et liquide parce qu'elle apparaissent dans les microorganismes qui dégradent les polymères et ce qui en ressort c'est du CO2 et de l'Eau par oxydation complète.

[ecolami]

Tu demande aussi ce qu'est un produit polluant.
Au sens usuel la pollution concerne des écosystèmes. Un écosystème est un site ou il existe des formes de vie, quelles quelles soient. La pollution dégrade un écosystème selon diverses possibilités physique ou chimique (= aussi biologique). Les plastiques altèrent physiquement l'écosystème marin. Etant insolubles ils ne l'altèrent pas chimiquement. Leur décomposition chimique est si lente que la pollution induite est faible. Par contres certains additifs des plastiques sont plus facilement solubles et polluants (anti ultra violet, antioxydants, plastifiants dont phtalates). Dans le cas des PE et PP il n'y a pas ces additifs. Il sont surtout dans le PVC et celui-ci ne flotte pas (sauf corps creux)

[ilelogique]

merci, mais pas si évident à comprendre :
les plastiques, donc, se décomposent en micro-plastiques (cela veut-il dire que les chaînes de polymères ont déjà été raccourcies ?)
Puis, sous l'effet de UV notamment et/ou bactéries, on dit, au bout de 100 ans, que le plastique s'est "dégradé" cela veut-il dire que cette fois les chaînes d'atomes ont été réduites au point que les atomes de carbone et hydrogène se sont séparées ?
Mais alors, le plastique bio dégradable (genre avec de l'amidon) quelle différence ? ces plastiques là sont ils faits de chaînes moins longues ? moins solides ou avec d'autres atomes ??? En quoi est-ce "PLUS" dégradable ?
merci

[ilelogique]

Autre question svp : on sait que les atomes de carbone et autre oxygène ont été créés dans les explosions d'étoiles à très hautes températures il y a longtemps (l'hydrogène était déjà là), puis, peut-être par gravité, les atomes se sont réunis et agglomérés pour former des molécules et des planètes (je vais un peu vite), puis la vie, puis la dégradation des matières organiques en pétrole qui enfin est utilisé pour faire le plastique. Donc : les atomes qui constituent les plastiques viennent des étoiles et font donc partie de la nature, mais quid, alors, des longues chaînes de polymères, quid des molécules ??
Par exemple, savez-vous si la nature a déjà créé du plastique ??? A-t-on déjà relevé sur des comètes la présence de polyane ? de polyéthylène et autre Polyoxyméthylène ??? Ou bien sûr Terre ?
y a-t-il des plastiques naturels ? Quid du caoutchouc aussi, il est naturel mais est-ce un polymère ?
bon,
merci

[moco]

Ce qui est bien avec toi, c'est que tu mélanges tout, les comètes, les plastiques, la gravité, le pétrole, les planètes, la vie. Je m'étonne que tu n'aies pas mis un peu de magnétisme et de relativité dans ta demande. Essaie de sérier tes problèmes. On essaiera de te répondre. Mais à tout vouloir traiter en même temps, on est tiraillé dans tous les sens, et on ne fait rien de bon.

[Sethy]

y a-t-il des plastiques naturels ? Quid du caoutchouc aussi, il est naturel mais est-ce un polymère ?
bon,
merci

Dans le monde végétal, je m'intéresserais à la cellulose et à l'amidon. Les deux me semblent pouvoir se ranger dans la catégorie "polymère" (c'est aussi une question à l'adresse de mes camarades).

L'un sert principalement de structure tandis que l'autre de réserver d'énergie.

[ilelogique]

je suis bien navré de devoir vous sembler tout aborder en même temps, mais le fait est que je n'ai pas trop le choix (je dois créer un spectacle scientifique clownesque sur les problèmes de la pollution des plastiques en mer et nous nous devons d'avoir une vue et une connaissance très globale et en même temps un peu pointue de la problématique).
le fait que je ramène en effet aux comètes, c'est juste pour essayer de retracer le chemin d'un atome de carbone depuis sa création (explosion d'étoile) à sa présence dans les plastiques, d'où ma question sur l'existence ou pas de plastiques naturels ???
Par ailleurs la question sur la dégradation me parait importante : chimiquement, qu'est-ce qui fait qu'un polymère plastique se dégrade bien moins vite qu'un polymère naturel, style amidon ou cellulose ?
merci

[moco]

Il n'y a pas seulement le carbone et l'oxygène, mais on peut dire que tous les atomes ont été créés au moment de la création de la planète Terre, il y a plusieurs milliards d'années. Inutile de se focaliser sur le carbone et l'oxygène. Pour revenir au Carbone, il a probablement être apparu sur Terre d'abord sous forme de CO2. Puis la vie est apparue plus tard, et les matières de la vie sont apparues. Puis plus tard, les organismes marins ont été enfouis au fond des mers, puis recouverts de boue. Ils se sont transformés peu à peu en pétrole, qui est un mélange d''hydrocarbures de toute taille, donc de molécules contenant C et H. C'est ce mélange qu'on extrait des puits de pétrole, que l'on distille, puis calcine, puis polymérise, pour former ce qu'on appelle le plastique. Mais il y a des milliers de plastiques différents, qui ne se ressemblent pas plus entre eux qu'un animal ressemble à un autre animal.
Les polymères comme l'amidon et la cellulose contiennent des atomes d'oxygène. Et c'est ces atomes d'oxygène qui favorisent la dégradation des polymères. Bien que cette tendance ne soit pas générale. Par exemple, le verre organique ou plexiglas contient des atomes d'oxygène, et il n'est presque pas biodégradable.

Si tu veux faire un spectacle clownesque sur les plastiques, tu auras de la peine. Tu peux par exemple montrer comment se débarrasser du polystyrène expansé, qui est cette matière blanche extrêmement légère qu'on utilise comme matériau de remplissage un peu partout, et qu'on jette après. On dirait de la mousse solide. On en fait des copeaux, ou des planches, ou des blocs servant d'isolants ou d'emballages des appareils électriques dans les boîtes en carton d'origine. On en trouve des mètres cubes dans les déchèteries. Si tu verses quelques gouttes d'acétone sur ces morceaux, la matière se contracte énormément, devient collante et finit par presque disparaître. C'est spectaculaire. Les îlots de plastique qui flottent sur les océans contiennent de ce polystyrène. Si on leur giclait de l'acétone, ils couleraient et disparaîtraient. L'ennui, c'est qu'il y a plein d'autres plastiques qui ne sont pas détruits par l'acétone.

Tu peux aussi montrer comment on fait le nylon, en superposant deux solutions dont l'une contient une diamine dans l'eau et l'autre un chlorure dans l'essence, qui flotte donc sur l'eau. En allant pincer la peau de nylon qui se forme entre les deux liquides, tu peux sortir une pellicule de nylon qui se reforme aussitôt derrière elle. On peut ainsi extraire un filament presque infini de nylon, qu'on peut récolter et sécher à l'extérieur du récipient. C'est spectaculaire

[ilelogique]

Re, merci pour votre réponse.
D'abord l'hydrogène et l'helium, il me semble, ont été formés bien avant les étoiles, alors que les atomes plus lourds (carbone oxygène NOTAMMENT) se sont formés dans les explosions des étoiles (plus l'atome est lourd plus il faut d'énergie, donc de chaleur, pour le former, réaction thermonucléaire bien sûr) et pas sur terre il me semble, mais bon c'est vrai qu'on est un peu loin du propos.
Pour ce qui est du polystyrène, bien sûr, je le connais, mais avec l’acétone, disparaît-il vraiment ? Et puis serait-ce bon d'en balancer des tonnes sur le 7e continent du pacifique Nord (de la taille de la moitié de l'Europe je crois) ?
Ensuite, pour le spectacle, je reste dans la théorie, je ne pense pas faire d'expériences concrètes. Mais merci pour les idées quand même.
Enfin, mes questions donc svp :
- Existe-t-il des plastiques naturels ? Dans les comètes par exemple (ou je sais qu'on a découvert de l'alcool par exemple...)
- chimiquement, qu'est-ce qui fait qu'un polymère plastique se dégrade bien moins vite qu'un polymère naturel, style amidon ou cellulose ?
merci

[moco]

Alors comme cela, tu veux faire un spectacle théorique... C'est quoi un spectacle théorique ?

Oublie les comètes et l'espace. On y trouve des molécules, certes, mais ce sont dans des conditions tellement différentes de ce qu'on trouve sur Terre qu'on ne peut pas faire de rapprochement. D'abord le vide est très très élevé dans l'espace. Ensuite il est soumis au rayonnement cosmique que la haute atmosphère retient sur Terre. Et enfin, nous vivons dans un monde hyperoxygéné, ce qui n'est pas du tout le cas de l'espace.

Et je t'ai déjà dit que les plastiques de synthèse sont en général des molécules contenant peu ou pas d'atomes d'oxygène, tandis que les polymères naturels genre amidon ou cellulose contiennent beaucoup d'atomes d'oxygène. Cestodes facilitent la dégradation par les bactéries.

[ilelogique]

spectacle de sciences théoriques, voir ici : www.ilelogique.fr
c'est donc la présence d'oxygène dans les chaînes de polymères qui facilitent la dégradation ?
Qu'est-ce qui fait qu'on ne peut pas en mettre dans les plastiques normaux alors ?
En quoi l'oxygène facilite-t-il cela svp ?
Et donc, des plastiques naturels, ça existe ou pas ?
merci,

[Sethy]

J'ai un problème avec la démarche que tu appliques, Ilelogique.

C'est un forum d'entraide, ça ne signifie pas qu'on est la pour faire le travail à ta place.

Tu poses une question, on te répond. Ensuite, c'est à toi de faire des recherches. Si tu as d'autres questions, OK vient les poser à ce moment-la.

[ilelogique]

re bonjour,
je suis désolé mais je vous garantis que je ne vous fais pas faire mon travail à ma place !!
Il me semblait que je posais ici des questions claires de chimie non ?
c'est donc la présence d'oxygène dans les chaînes de polymères qui facilitent la dégradation ?
Qu'est-ce qui fait qu'on ne peut pas en mettre, de l'oxygène, dans les plastiques normaux alors ?
En quoi l'oxygène facilite-t-il cela svp ?
Et donc, des plastiques naturels, ça existe ou pas ?

L'idée est de bien comprendre comment un plastique se dégrade en mer (donc action des UV et des bactéries) et quelle différence ça fait avec les polymères naturels (type amidon etc)

Merci

[moco]

Le terme de plastique me semble réservé aux substances synthétiques. Par contre les plastiques sont toujours des polymères, et il existe des polymères naturels, mais on ne les appelle pas plastiques, comme l'amidon, la double hélice de l'ADN, la cellulose, les protéines, le gluten, etc.

[ilelogique]

Oui mais ces polymères naturels sont biodégradables vous en conviendrez, aussi, quelle est la différence chimique entre les polymères naturels et les polymères synthétiques ??
Et si on part du principe que les seconds s'appellent des plastiques, je veux bien, mais alors,existe-t-il des polymères naturels ayant la même structure chimique que le plastique (c'est ce que j'appellais plastiques naturels)
merci