DOWLEX™ 2047G

Identification du produit et aperçu du matériel

Introduction et classification

DOWLEX™ 2047G est une résine thermoplastique haute performance développée et fabriquée par Dow Chemical Company. Elle appartient à la catégorie des polyéthylènes linéaires basse densité (PEBDL), une catégorie de polymères reconnue pour sa flexibilité et sa résistance exceptionnelles. Ce matériau est fourni aux transformateurs sous forme de granulés blancs et inodores, destinés à la transformation industrielle en produits finis.

Chimiquement, le DOWLEX™ 2047G est un copolymère d'éthène-1-octène. Cette composition chimique spécifique le place dans une sous-catégorie haut de gamme des PEBDL. L'utilisation du 1-octène comme comonomère, plutôt que d'oléfines à chaîne plus courte comme le butène ou l'hexène, est un choix délibéré dans sa conception moléculaire. Lors de la polymérisation, les longues chaînes latérales à six carbones du comonomère octène perturbent efficacement la formation d'une structure cristalline parfaitement ordonnée. Cela crée une matrice polymère dotée d'une forte densité de « molécules de liaison », de longues chaînes polymères reliant plusieurs lamelles cristallines à travers les régions amorphes. Cette architecture moléculaire robuste et interconnectée est directement responsable de la capacité supérieure du matériau à absorber et à dissiper l'énergie, qui se manifeste dans ses performances mécaniques macroscopiques.

La méthode de fabrication principale et prévue pour DOWLEX™ 2047G est l'extrusion de film coulé, un processus pour lequel cette résine a été méticuleusement optimisée pour fournir des films de haute qualité pour des applications exigeantes.

Proposition de performance de base

La principale valeur ajoutée du DOWLEX™ 2047G, constamment soulignée dans toute la documentation technique, réside dans son équilibre exceptionnel de propriétés mécaniques. Il est conçu pour offrir une ténacité, une résistance aux chocs et une résistance à la déchirure exceptionnelles. Ces attributs ne s'excluent pas mutuellement, mais sont fournis en synergie par la structure moléculaire sous-jacente de la résine. Un indicateur de performance clé dérivé de cette ténacité est l'excellente résistance à la perforation des films fabriqués à partir de ce grade, une exigence essentielle pour ses principaux marchés cibles où l'intégrité des films sous contrainte est primordiale. Cette combinaison de propriétés permet la production de films durables et fiables, dont l'épaisseur peut souvent être réduite (plus fine) sans compromettre les performances, offrant ainsi des avantages économiques et environnementaux potentiels.

Formulation et additifs

L'une des caractéristiques principales de DOWLEX™ 2047G est sa formulation en résine « à l'état brut » ou « pure ». Les fiches techniques précisent explicitement que le produit tel que fourni ne contient ni agents glissants, ni agents anti-adhérents, ni auxiliaires de mise en œuvre. Cette absence intentionnelle d'additifs constitue un avantage considérable pour les transformateurs qui souhaitent un contrôle maximal des propriétés finales du film. Ce polymère de base propre et non modifié permet l'incorporation précise et personnalisée de mélanges-maîtres d'additifs spécifiques (par exemple, agents glissants, anti-adhérents, adhérents, stabilisants UV) afin de répondre précisément aux exigences de propriétés de surface et de performances d'une application finale donnée. Cette flexibilité en fait un matériau de départ très polyvalent pour une large gamme de films.

Résine de base et caractéristiques physiques

Propriétés physiques fondamentales

Les propriétés fondamentales de la résine sous sa forme pure et granulée sont des identifiants essentiels pour la sélection des matériaux, la conception des processus et le contrôle qualité.

La masse volumique nominale du DOWLEX™ 2047G est systématiquement indiquée à 0.917 g/cm³ (équivalent à 0.0331 lb/po³), selon la méthode d'essai ASTM D792. Certains documents techniques précisent également une « masse volumique de base » de 0.917 g/cm³. Ce terme est utilisé pour préciser la masse volumique du squelette polymère pur, sachant que l'ajout d'additifs minéraux comme des anti-adhérents augmente généralement la masse volumique du composé final. Le DOWLEX™ 2047G étant un grade sans additif, ses masses volumique nominale et de base sont identiques.

L'indice de fluidité à chaud (MFI), mesure critique de la viscosité du polymère dans des conditions spécifiques, est de 2.3 g/10 min. Cette valeur est obtenue conformément à la norme ASTM D1238, à une température de 190 °C et sous une charge de 2.16 kg. Ce MFI spécifique n'est pas une valeur arbitraire ; il représente un compromis soigneusement étudié entre aptitude à la mise en œuvre et performance de la pièce finale. Le MFI est inversement proportionnel à la masse moléculaire moyenne du polymère. Un MFI inférieur impliquerait une masse moléculaire plus élevée, améliorant ainsi les propriétés mécaniques telles que la ténacité et la résistance à la déchirure. Cependant, il produirait également une matière fondue très visqueuse, difficile à mettre en œuvre, nécessitant davantage d'énergie et sujette à la rupture à grande vitesse. À l'inverse, un MFI nettement supérieur produirait une résine à faible viscosité, facile à extruder, mais dont la résistance mécanique serait inférieure, annulant ainsi les avantages de sa composition chimique de comonomère octène de qualité supérieure. Le MFI de 2.3 g/10 min constitue un équilibre judicieux, préservant l'intégrité mécanique exceptionnelle due à sa masse moléculaire élevée et à sa structure à base d'octène, tout en garantissant une fluidité suffisante pour un traitement efficace et rapide sur les lignes de coulée de films modernes, comme en témoigne la vitesse de ligne recommandée de 122 m/min. Cet équilibre explique que la résine soit reconnue pour son excellente aptitude au traitement et sa résistance exceptionnelle.

Tableau 1 : Résumé des principaux identifiants de matériaux

Caractéristiques détaillées des performances du film

Les propriétés d'un film fabriqué à partir de DOWLEX™ 2047G constituent la mesure ultime de ses performances. Les données suivantes sont basées sur une épaisseur nominale de film de 20 µm (0.8 mil) ou 20.3 µm (0.800 mil), qui sert de référence standardisée à des fins de comparaison.

Propriétés mécaniques : comportement anisotrope

Le procédé d'extrusion de film coulé confère un certain degré d'orientation moléculaire, ce qui se traduit par des propriétés anisotropes. Le comportement du film diffère donc selon le sens machine (MD) et le sens transversal (TD). Cette anisotropie est une caractéristique essentielle et souhaitable pour nombre de ses applications.

Les propriétés mécaniques révèlent un film conçu pour un usage spécifique. Le procédé d'extrusion par coulée, où la bande de polymère fondu est extraite de la filière et refroidie sur un rouleau refroidisseur, aligne naturellement les longues chaînes polymères dans le sens machine. Cette orientation crée une « squelette » solide sur toute la longueur du film, comme en témoigne une résistance à la rupture nettement supérieure dans le sens machine (50.1 MPa) par rapport au sens machine (28.8 MPa). Cette résistance dans le sens machine est cruciale pour la transformabilité, empêchant la rupture du film lors de l'enroulement à grande vitesse et des opérations d'emballage ultérieures.

À l'inverse, le film présente des performances supérieures dans le sens transversal pour les propriétés de confinement et d'étirement. L'allongement à la rupture dans le sens transversal est nettement supérieur (650 %) à celui dans le sens machine (460 %), et la résistance à la déchirure Elmendorf est également bien supérieure dans le sens machine (510 g) que dans le sens machine (340 g). Pour l'application principale de film étirable pour palettes, il s'agit de l'axe de performance le plus critique. L'allongement élevé dans le sens machine permet au film d'être étiré étroitement autour des angles vifs d'une palette sans rupture, générant une force de maintien élevée. La résistance élevée à la déchirure dans le sens machine garantit qu'une perforation ou une entaille survenant lors de la manutention ne se propage pas facilement sur toute la largeur du film, ce qui entraînerait une rupture sous charge catastrophique. Ce profil de données – résistance élevée dans le sens machine pour la transformation et étirement et déchirure élevés dans le sens transversal pour les performances d'application – démontre un matériau parfaitement optimisé pour son utilisation finale principale.

Propriétés thermiques

Les caractéristiques thermiques du film déterminent sa fenêtre de traitement et ses performances dans les applications impliquant des variations de température.

• Température de fusion (T_m): Le point de fusion maximal, mesuré par calorimétrie différentielle à balayage (DSC) selon la méthode Dow, est de 122 °C (252 °F). Cette valeur est essentielle pour déterminer la limite supérieure de la plage de températures de traitement lors de l'extrusion.
• Température de ramollissement Vicat : Mesuré selon la norme ASTM D1525, le point de ramollissement Vicat est de 97.8 °C (208 °F). Cette propriété indique la température à laquelle le matériau commence à perdre son intégrité structurelle sous une charge spécifique et constitue un indicateur clé de la résistance à la chaleur du film et de sa capacité à maintenir sa stabilité dimensionnelle et sa capacité portante à des températures élevées.

Propriétés optiques

DOWLEX™ 2047G produit des films aux qualités optiques exceptionnelles, améliorant l'attrait esthétique des produits emballés.

• Brume: Le film présente un taux de voile exceptionnellement faible de 0.40 % lors des tests effectués selon la norme ASTM D1003. Cela témoigne d'une clarté exceptionnelle, permettant une parfaite visibilité du produit emballé.
• Réflectivité (Brillance) : À un angle de 45°, le film présente un niveau de brillance élevé de 95 % (ASTM D2457). Ce brillant élevé offre une finition de surface réfléchissante haut de gamme, très recherchée pour les emballages grand public.

Tableau 2 : Données complètes sur la propriété cinématographique

Remarque : Toutes les propriétés du film sont basées sur une épaisseur nominale de 20 µm (0.8 mil). Ces valeurs sont typiques et ne doivent pas être interprétées comme des spécifications. Source 5.

Applications et marchés d'utilisation finale

La combinaison unique d'une résistance mécanique d'élite, d'une excellente aptitude au traitement et de propriétés optiques supérieures fait de DOWLEX™ 2047G une résine de plate-forme polyvalente et haute performance adaptée à une gamme diversifiée d'applications dans de nombreux secteurs.

Application principale : Film étirable haute performance

L'application la plus courante et la plus fréquemment citée du DOWLEX™ 2047G est la production de films étirables coulés haute performance. Ses propriétés sont idéales pour l'emballage industriel et grand public, notamment pour des applications telles que l'emballage automatisé de palettes industrielles et l'emballage manuel. Dans ce domaine, sa haute résistance à la perforation et à la déchirure garantit l'intégrité de la charge pendant le transport et la manutention, tandis que son excellente extensibilité permet un confinement sécurisé de la charge avec potentiellement moins de film par palette, offrant ainsi des avantages en matière de réduction des sources d'approvisionnement.

Applications secondaires et spécialisées

Au-delà de son marché principal, les propriétés fondamentales du DOWLEX™ 2047G sont exploitées dans plusieurs autres secteurs spécialisés :

• Hygiène et soins personnels : La résine est un matériau privilégié sur le marché de l'hygiène. Sa résistance et sa souplesse intrinsèques en font un matériau idéal pour les films de protection respirants et non respirants utilisés dans les couches pour bébés, les produits d'incontinence pour adultes et les articles d'hygiène féminine. Sa résistance permet la production de films très fins, légers et silencieux, sans compromettre la performance barrière. Elle est également utilisée pour les films de protection perforés, où la gestion des fluides et un toucher doux sont essentiels.
• Films agricoles : En agriculture, la durabilité est primordiale. DOWLEX™ 2047G est recommandé pour des applications telles que l'enrubannage d'ensilage et le paillage, où une résistance élevée à la déchirure et à la perforation est nécessaire pour résister aux conditions environnementales et aux contraintes mécaniques pendant l'application et l'utilisation.
• Films de plastification : L'excellente résistance et la grande transparence de la résine en font un composant précieux pour les structures de films stratifiés multicouches. Elle peut servir de couche extérieure durable ou de couche centrale pour renforcer la structure composite globale.
• Gazon artificiel: La durabilité et la résistance à l'abrasion du DOWLEX™ 2047G le rendent idéal pour la production de fils pour terrains en gazon synthétique. Il est utilisé pour créer des fils monofilaments et des fils en ruban fibrillé, qui doivent résister à un trafic piétonnier intense et à l'usure environnementale sur de longues périodes.

Ce large portefeuille d'applications démontre que le DOWLEX™ 2047G n'est pas un produit de niche. Au contraire, ses caractéristiques fondamentales de robustesse, de résistance à la déchirure et de facilité de mise en œuvre constituent une base solide adaptable à de nombreux marchés apparemment disparates, de l'emballage industriel aux produits d'hygiène doux au toucher.

Directives de traitement et de fabrication pour l'extrusion de films coulés

Conditions de traitement recommandées

Les paramètres suivants représentent les conditions de fabrication typiques pour la production d'un film coulé à partir de DOWLEX™ 2047G. Ces valeurs constituent un excellent point de départ pour les ingénieurs procédés afin d'établir un fonctionnement stable, qui peut ensuite être optimisé en fonction des exigences spécifiques des équipements et du produit final. Les données ont été générées sur des extrudeuses avec un rapport longueur/diamètre (L/D) de 30:1 et des diamètres de vis compris entre 2.0 et 2.5 mm.

• Température de fusion : Une plage de température de fusion cible de 524 °F à 525 °F (273 °C à 274 °C) est recommandée.
• Température du rouleau réfrigéré : Une température de surface du rouleau refroidisseur de 70 °F (21 °C) est suggérée pour un refroidissement et une solidification efficaces du film.
• Vitesse de la ligne: La résine peut être traitée à une vitesse de ligne élevée de 376 pi/min (122 m/min).
• Vitesse de vis : Une vitesse de vis de 35 tr/min a été utilisée dans la configuration typique ; cependant, ce paramètre dépend fortement de la taille de l'extrudeuse spécifique, de la conception de la vis et du débit de sortie souhaité.

Tableau 3 : Paramètres d'extrusion de film coulé recommandés

Remarque : Ces propriétés ne sont que des valeurs typiques et ne doivent pas être interprétées comme des spécifications. Il appartient aux utilisateurs de confirmer les résultats par leurs propres tests, en fonction des exigences spécifiques de leur équipement et de leur application. Source 5.

Considérations relatives au traitement et défis potentiels

La résine DOWLEX™ 2047G étant une résine « barefoot » fournie sans additifs, les transformateurs doivent en tenir compte lors de la conception de leurs procédés. L'absence d'auxiliaire de mise en œuvre signifie que, bien que le MFI de la résine soit optimisé pour une bonne aptitude à la mise en œuvre, une augmentation significative des vitesses de ligne ou des taux de cisaillement au-delà de la plage recommandée pourrait entraîner une fracture de la masse fondue. Dans de tels scénarios de production élevée, l'ajout d'un mélange-maître d'auxiliaire de mise en œuvre des polymères (PPA) distinct peut s'avérer nécessaire pour maintenir une surface de film lisse.

De plus, l'absence d'additifs glissants et anti-adhérents peut entraîner un phénomène de « blocage » du film haute transparence, phénomène qui se produit lorsque les couches adjacentes d'un rouleau collent les unes aux autres. Ce phénomène peut être atténué par un contrôle rigoureux de la température du rouleau refroidisseur et de la tension d'enroulement. Cependant, pour la plupart des applications, les transformateurs devront intégrer leur propre mélange-maître anti-adhérent pour garantir un déroulement fluide des rouleaux finis.

Conformité réglementaire et statut de contact alimentaire

Conformité mondiale en matière de contact alimentaire

DOWLEX™ 2047G convient à une grande variété d'applications d'emballage alimentaire, car il est conforme aux principales réglementations en matière de contact alimentaire aux États-Unis et dans l'Union européenne.

• États-Unis (FDA) : La conformité de la résine est établie par deux mécanismes réglementaires clés. Cette double autorisation offre un niveau élevé de garantie quant à son utilisation.
  • Il est couvert par le 21 CFR 177.1520 (c) 3.1a, qui est le règlement fondamental répertoriant les polymères oléfiniques généralement reconnus comme sûrs pour une utilisation dans les articles destinés au contact alimentaire.
  • Il est également conforme à la notification de contact alimentaire (FCN) 424. Ce programme est un processus plus moderne et spécifique par lequel un fabricant soumet à la FDA les données relatives à une substance spécifique. Une FCN efficace fournit une autorisation réglementaire ciblée et actualisée pour la substance notifiée. L'existence d'une liste générale du CFR et d'une FCN spécifique témoigne d'un solide profil de conformité.
• Union européenne: La résine est conforme au règlement (UE) n° 10/2011 de la Commission relatif aux matériaux et objets en matière plastique destinés à entrer en contact avec des denrées alimentaires.

Il est impératif que les utilisateurs finaux consultent le texte intégral de ces réglementations afin de s’assurer que leur application spécifique et leurs conditions d’utilisation sont couvertes.

Autres conformités réglementaires

Outre la réglementation relative au contact alimentaire, le DOWLEX™ 2047G est également conforme à la directive européenne 2011/65/UE, communément appelée directive RoHS (Restriction des substances dangereuses). Cette directive garantit que le matériau est exempt de substances dangereuses spécifiques dont l'utilisation est restreinte dans les équipements électriques et électroniques.

Tableau 4 : Résumé de la conformité réglementaire

Protocole de santé, de sécurité et de manipulation

Avis de non-responsabilité : Il est conseillé de toujours obtenir une fiche de données de sécurité (FDS) officielle pour le DOWLEX™ 2047G auprès du fournisseur et de la consulter avant utilisation. Les informations suivantes sont basées sur la FDS du grade DOWLEX™ 2045G, un produit très proche, qui partage le même polymère de base (copolymère d'éthylène-1-octène), la même forme physique et le même profil de dangerosité.

Identification des dangers

Sous sa forme solide, le produit n'est pas classé comme produit chimique dangereux selon la norme OSHA sur la communication des renseignements à l'égard des matières dangereuses (29 CFR 1910.1200). Cependant, certains risques physiques sont présents lors de la manipulation et de la transformation.

Dangers physiques:

• Risque de glissade : Les granulés renversés présentent un risque important de glissade et de chute. Un bon entretien est essentiel.
• Poussières combustibles : La manutention, le transport et le traitement mécaniques peuvent générer de fines particules de poussière. Si ces particules s'accumulent et se dispersent dans l'air en concentration suffisante, elles peuvent former un mélange combustible, présentant un risque d'explosion de poussières. Il est essentiel d'éviter toute accumulation de poussières et de mettre les équipements à la terre afin d'éviter toute inflammation due à une décharge statique.
• Brûlures thermiques : Le matériau est traité à haute température (par exemple, 274 °C). Le contact direct avec le polymère fondu peut provoquer des brûlures thermiques graves et profondes.

Dangers pour la santé:

• Contact avec les yeux et la peau : Les granulés solides ne sont pas irritants pour la peau et les yeux, bien que la poussière puisse provoquer une irritation mécanique.
• Ingestion: Ce produit présente une très faible toxicité orale. Cependant, l'ingestion de granulés peut présenter un risque d'étouffement ou, en grande quantité, provoquer une occlusion gastro-intestinale.
• Inhalation: Les vapeurs et fumées dégagées lors du traitement à haute température peuvent provoquer une irritation respiratoire. Les zones de traitement doivent être équipées d'une ventilation par aspiration générale ou locale adéquate.

Premiers secours et mesures de lutte contre l'incendie

Premiers secours:

En cas de contact des yeux avec la poussière, rincer abondamment à l'eau. En cas de contact cutané avec du polymère fondu, refroidir immédiatement la zone affectée avec de grandes quantités d'eau froide ou un jet d'eau glacée. NE PAS tenter de retirer le polymère solidifié de la peau, car cela pourrait provoquer de graves lésions tissulaires. Consulter immédiatement un médecin en cas de brûlure thermique.

Lutte contre l'incendie :

Les moyens d'extinction appropriés comprennent l'eau pulvérisée, la pulvérisation fine, la mousse, les extincteurs à poudre sèche et les extincteurs à dioxyde de carbone. La lutte contre un incendie de polymère génère une fumée dense contenant des produits de combustion potentiellement toxiques et irritants (par exemple, du monoxyde de carbone). Les pompiers doivent porter un appareil respiratoire autonome à pression positive (ARI) et un équipement de protection complet.

Manutention, stockage et équipement de protection individuelle (EPI)

Manipulation et stockage:

Manipuler dans des zones bien ventilées. Veiller à un nettoyage rigoureux pour contrôler la poussière et prévenir les déversements. Tenir à l'écart des flammes nues et de toute autre source d'inflammation. Conserver dans un endroit sec.

Équipement de protection individuelle (EPI):

Le port de lunettes de sécurité est recommandé au minimum. Lors de la manipulation de matériaux en fusion ou dans des zones où un contact thermique est possible, des gants isolants et des vêtements de protection sont requis. Si des poussières ou des fumées de procédé sont générées au-delà des limites acceptables, une protection respiratoire appropriée (par exemple, un respirateur à adduction d'air avec filtre à particules) doit être utilisée.

Considérations environnementales et d'élimination

Le DOWLEX™ 2047G est un solide polymère insoluble dans l'eau, censé être inerte dans l'environnement. Il n'est pas facilement biodégradable, mais peut subir une lente photodégradation superficielle lors d'une exposition au soleil. En milieu aquatique, les granulés flottent. Bien qu'ils ne soient pas considérés comme écotoxiques, ils peuvent être ingérés par les oiseaux aquatiques et autres organismes aquatiques, provoquant des dommages mécaniques ou un blocage. Ce matériau thermoplastique peut être recyclé dans les filières de recyclage du polyéthylène.

Gestion des produits et limitations d'utilisation

Politique de candidature médicale de Dow

Dow applique une politique stricte concernant l'utilisation de ses produits dans certaines applications médicales. Comme indiqué dans la documentation technique, Dow s'engage à ne pas vendre ni échantillonner sciemment le DOWLEX™ 2047G pour toute application commerciale ou de développement destinée à :

• Contact à long terme ou permanent avec des fluides ou des tissus corporels internes, où « à long terme » est défini comme un contact dépassant 72 heures consécutives.
• Utilisation dans les prothèses cardiaques, quelle que soit la durée du contact. Cela comprend, sans s'y limiter, les sondes de stimulateur cardiaque, les cœurs artificiels, les valves cardiaques et les dispositifs de pontage ventriculaire.

Il est de la seule responsabilité du fabricant de dispositifs médicaux ou de produits pharmaceutiques de déterminer l’adéquation et la sécurité du produit pour toute application médicale spécifique au moyen de tests et d’une évaluation des risques appropriés.

Avis de non-responsabilité général et responsabilité de l'utilisateur

Les informations et données présentées dans ce document sont basées sur des tests contrôlés en laboratoire et sont considérées comme fiables. Elles sont fournies de bonne foi, mais sans garantie, car les conditions et méthodes d'utilisation des produits Dow échappent au contrôle de Dow. Les valeurs fournies représentent des propriétés typiques et ne doivent pas être interprétées ni utilisées comme des spécifications contraignantes.

Les utilisateurs potentiels sont fortement encouragés et sont responsables de réaliser leurs propres tests pour déterminer l'adéquation du DOWLEX™ 2047G à leurs processus, applications et environnements d'utilisation finale spécifiques avant d'adopter le matériau à l'échelle commerciale.