Polystyrène : Les avantages, les inconvénients, la chimie

Voici une devinette : quel matériau peux-tu trouver dans une épicerie, dans un magasin de musique, sous les routes et dans les hôpitaux? Donnes-tu ta langue au chat? La réponse est le polystyrène! Oui, le polystyrène est partout : en forme expansée (mousse), il est utilisé comme matière de base dans la fabrication de glacières, pour la construction de routes, et pour l’emballage de presque tous les articles des ordinateurs aux aliments; la forme la plus courante et la plus connue du polystyrène est appelée styromousse. Sous sa forme compacte, le polystyrène est utilisé dans la fabrication d’objets tels que des bouteilles, des couverts jetables, des jouets, des pièces de voiture et de nombreux autres objets que nous utilisons quotidiennement.

Mythes à déboulonner! 

Beaucoup de gens se réfèrent à la mousse de polystyrène comme étant de la « styromousse » ou du « Styrofoam », une marque de commerce.

Mais qu’est-ce qui rend le polystyrène si utile pour tant de différents usages? On peut répondre à cette question en observant sa composition chimique. 

Quelle est la structure chimique du polystyrène?

Le polystyrène est un plastique, qui est composé, comme son nom le suggère, de plusieurs (« poly ») styrènes. Le styrène est un petit composé organique dont la formule chimique est « C6H5CH=CH2 ». Il porte aussi le nom de « vinylbenzène », parce qu’il est formé d’un groupement fonctionnel vinyle (-CH=CH2) lié à un cycle benzénique (C6H6).

Le savais-tu? 

Le terme styrène vient du mot « styrax », une résine huileuse produite par les liquidambars (Liquidambar styraciflua). 

Le styrène est un liquide incolore et inodore. Quand on le chauffe, ses molécules individuelles (monomères) se lient pour former des chaînes. Ces longues répétitions de monomères s’appellent polymères. 

Quand beaucoup de chaînes de styrène sont mélangées, elles s’emmêlent et forment un solide maillage interconnecté. C’est ce qu’on appelle le polystyrène. Quand tu étais petit, as-tu déjà joué au jeu Barrel of Monkeys? Il peut servir à visualiser une chaîne polymérique. Ayant deux bras en crochet, chacun des singes du baril fait penser à une molécule de styrène. Pris seuls, ils ne font pas grand-chose. Mais quand on les accroche les un aux autres, ils forment une chaîne qui ressemble à un polymère. Puis, si vous remettez tous les singes dans le baril, ils s’emmêlent et sont plus difficiles à séparer, tout comme le polystyrène! 

Quelles sont les propriétés du polystyrène?

Le polystyrène se trouve sous deux formes principales : solide ou de mousse. Sous forme de mousse, le polystyrène peut être expansé (PSE) ou extrudé (PSX). On se sert souvent du polystyrène expansé dans les emballages. Le polystyrène extrudé est quant à lui beaucoup utilisé pour les modèles architecturaux.

Le savais-tu? 

La styromousse a été découverte accidentellement en 1954 par le chimiste Ray McIntire de la société Dow Chemical alors qu’il tentait de produire un isolant électrique souple.

La composition chimique du polystyrène lui confère plusieurs propriétés intéressantes telles qu’un faible poids et une forte résistance. Il est facile de fabriquer des choses avec le polystyrène parce qu’il s’agit d’un matériau thermoplastique, c’est-à-dire qu’il devient complètement liquide à son point de fusion. Et quand on le refroidit, il redevient solide. Il s’agit là d’une propriété très recherchée, puisqu’on peut refaire l’opération plusieurs fois. 

Le savais-tu? 

Le point de fusion du polystyrène se situe entre 210 et 249 °C.

Le polystyrène est aussi connu pour une autre propriété particulièrement utile. Comme beaucoup d’autres plastiques, le polystyrène est très stable. Autrement dit, il déteste réagir chimiquement et il est content tel qu’il est. 

Tu peux laisser le polystyrène à l’extérieur ou tu peux l’exposer à des produits chimiques corrosifs, il restera tel que le jour où il a été fabriqué. Cette stabilité peut être une bonne chose, mais elle peut aussi entraîner certains problèmes.

Comment se débarrasse-t-on du polystyrène?

La stabilité chimique est une qualité quand vient le temps de fabriquer des produits qui doivent durer longtemps, comme les téléphones cellulaires, les emballages d’aliments et les fournitures médicales.

Mais qu’en est-il des produits qui n’ont pas besoin d’une longue durée de vie? Lorsque nous avons utilisé nos contenants, nos seringues ou nos couverts en polystyrène, que faisons-nous avec? Nous les jetons, et ils deviennent des déchets solides dans un dépotoir. Comme on l’a mentionné plus haut, le polystyrène n’aime pas les réactions chimiques. Ces articles resteront donc tels quels pour des centaines, voire des milliers d’années. 

Il est possible de recycler le polystyrène. Il faut d’abord l’envoyer dans des installations prévues à cette fin, où les morceaux sont triés, puis nettoyés. Le tout est déchiqueté en minuscules fragments qui sont ensuite chauffés jusqu’à ce qu’ils fondent et forment une pâte. Cette pâte est alors comprimée et séchée sous forme de granules ou de blocs qu’on expédie dans des usines pour en faire de nouveaux produits.  

Le savais-tu? 

Le numéro d’identification pour le recyclage du polystyrène est le « 6 ».

Malheureusement, ce procédé est difficile et coûteux. Peu de gens veulent donc recycler le polystyrène, surtout quand il se présente sous forme de mousse. La fabrication de ce matériau ne coûte presque rien. En plus, il est si léger que les transporteurs considèrent que son expédition vers des centres de recyclage n’est pas rentable. Aussi, lorsqu’on l’utilise pour contenir des aliments ou des boissons, il devient souvent trop contaminé pour être réutilisé, à cause des particules organiques qui collent à la mousse.

Les façons les plus courantes de se débarrasser du polystyrène sont de l’enfouir ou de le brûler. Si l’incinération est bien faite, elle constitue une solution efficace. Les seuls déchets qu’elle produit sont du dioxyde de carbone, de l’eau et une petite quantité de suie, soit la même chose qu’un moteur de voiture à essence.

Le dioxyde de carbone est stable et non toxique, mais il engendre des changements climatiques; il faut donc en limiter les émissions dans l’atmosphère. 

On ne s’entend pas sur la persistance du polystyrène dans l’environnement; les chercheurs pensent qu’il pourrait y demeurer presque intact de 500 ans à une durée presque infinie. Il importe donc de réutiliser autant de produits en polystyrène que possible. Il serait également essentiel de réduire la quantité que nous utilisons au départ.
 

Le savais-tu? 

Chaque année, on produit plus de 12,7 milliards de kilogrammes de polystyrène dans le monde. Durant la même période, les Américains à eux seuls jettent environ 25 milliards de gobelets faits de ce matériau; cela équivaut à 82 gobelets par personne!)

En bref

Donc, que savons-nous du polystyrène? Il est composé de longues chaînes de molécules de styrène qui sont toutes enchevêtrées pour donner un plastique peu coûteux, stable, non toxique et durable. On peut l’utiliser de plusieurs manières différentes et il peut nous être d’un grand secours. Mais nous devons en réduire l’utilisation, le récupérer ou le recycler afin de ne pas saboter ni polluer notre environnement.