Polydiméthylsiloxane

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Polydiméthylsiloxane
Pdms.png
Silicone-3D-vdW.png
Structure du polydiméthylsiloxane
Identification
Nom UICPA poly(diméthylsiloxane)
Synonymes

diméthicone
PDMS

No CAS 63148-62-9
Code ATC P03AX05
No E E900
Propriétés chimiques
Formule brute C2H6OSi(C2H6OSi)n
Masse molaire[1] 74,1539 ± 0,0026 g/mol
C 32,39 %, H 8,16 %, O 21,58 %, Si 37,87 %,
Propriétés physiques
Paramètre de solubilité δ 14,9 à 15,6 J1/2·cm-3/2[2]
Propriétés optiques
Indice de réfraction 1.4
Précautions
SGH[3]

Attention
H316, H320, H401, P305+P351+P338,

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Le polydiméthylsiloxane —[O-Si(CH3)2]n—, ou poly(diméthylsiloxane) selon la nomenclature systématique, communément appelé PDMS ou diméthicone, est un polymère organominéral de la famille des siloxanes. L'amodiméthicone est un dérivé du diméthicone.

Utilisations[modifier | modifier le code]

La chaîne de poly(diméthylsiloxane) forme la structure de base des huiles et des caoutchoucs silicones[4].

Souvent présent dans les shampoings, le PDMS est un conditionneur capillaire qui contribue à augmenter le volume des cheveux. Comme il a aussi tendance à boucher les pores du cuir chevelu et rendre les cheveux gras, il n'est pas conseillé de se laver les cheveux tous les jours avec un tel shampooing à base de silicones.

Le polydiméthylsiloxane est "l'ingrédient secret" composant 2% du Kinetik Sand, ou sable cinétique[5], ce qui lui offre une texture à la fois pâte à modeler, éponge et sable.

Le polydiméthylsiloxane est un composant de la colle Pattex multi[6].

Le polydiméthylsiloxane est un additif alimentaire (E900), utilisé comme antimoussant dans les boissons (Coca-Cola BlāK).

Il est utilisé dans l'huile de friture Risso Elite (Cargill) comme agent antimoussant, notamment dans les chaînes de restauration rapide.

Ce polymère est également essentiel dans certaines applications de microfluidiques.

Lutte anti-poux[modifier | modifier le code]

Le diméthicone (ainsi que le cyclodiméthicone) est employé pour lutter contre les poux, en visant à boucher les stigmates respiratoires des poux et des lentes, et provoquant leur asphyxie et leurs mort. Il n'y a pas de résistance observée pour le moment[7], ces shampooings anti-poux permettent aussi d'éviter des produits neurotoxiques nuisibles pour la santé humaine, comme le DDT, le lindane et le malathion.

Toxicologie[modifier | modifier le code]

Les fabricants de mastics et d'autres élastomères de silicones ont longtemps utilisé des catalyseurs à base d'étain (molécules de la famille des dibutylétains, classés parmi les organoétains dans ce cas) pour la réticulation (ou de polycondensation) du silicone. Mais ces produits se sont avérés être toxiques et écotoxiques[8].
La familles des dibutylétains a été classée reprotoxique et mutagène (dont dans toute l’Union Européenne) ce qui conduit à rechercher des alternatives à ce catalyseur et à travailler à l'étude de leurs éventuels effets environnementaux et sanitaires. Or la dégradations physico-chimiques et biologiques des silicones était très mal connue[8].

Certains silicones (utilisés pour les joints dans les cuisines et salles de bain par exemple) sont volontairement rendus toxiques pour les algues, bactéries et champignons (qui peuvent être favorisés dans ces contextes humides et riches en nutriments pour les bactéries et microchampignons).

Dégradation et biodégradation[modifier | modifier le code]

Au début des années 2010 deux types d’élastomères simplifiés, réticulés par trois catalyseurs de polycondensation (un dibutylétain servant de référence et deux candidats aux alternatives) ont été étudiés par B. Laubie[8].
Il a [8]que le silicone du commerce se dégrade en deux étapes successives, comparables à celles que l'on observe en fin de vie de silicones fluides (du type PolyDiMéthylSiloxane ou PDMS) :

  1. Dans un premier temps le processus commence avec une hydrolyse chimique des chaînes siloxanes. Cette hydrolyse forme notamment des oligosiloxanols (et principalement le monomère diméthylsilanediol) et des méthylsiloxanes cycliques (tel que l’octaméthylcyclotétrasiloxane D4)[8] ;
  2. ensuite ces sous-produits d’hydrolyse sont biodégradés. Et ils peuvent l'être tant en aérobiose qu’en anaérobiose)[8].

Les catalyseurs utilisés pour la polycondensation lors de la fabrication du silicone jouent aussi un rôle dans les mécanismes de dégradation, en modifiant la vitesse de l'hydrolyse et en ayant une influence sur la nature des siloxanes relargués[8]. B Laubie a aussi montré que les catalyseurs qu'il a testé ont eu des effets très différents sur la biodégradation du silicone qu'ils ont rétifié :

  • les catalyseurs organométalliques testés sont assimilables par certins micro-organismes comme source primaire de carbone[8] ;
  • le catalyseur organique qu'il a testé (dérivé de guanidine) perturbe les métabolismes des microorganismes[8].

Les composés biodégradables (y compris ceux qui sont très peu mobiles en phase aqueuse, restent biodisponibles dans les élastomères en fin de vie  ; et ils influent sur la diversité des communautés bactériennes qui vont biodégrader ces produit. Un Fusarium (champignon microscopique) s'est avéré être capable de métaboliser l'une des nouvelles molécules proposée comme catalyseur alternatif aux dibutylétains reprotoxiques et mutagènes[8].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. (en) Jozef Bicerano, Prediction of polymer properties, New York, Marcel Dekker, , 3e éd., 746 p. (ISBN 0-8247-0821-0), p. 196
  3. « Fiche de données de sécurité », sur ftp.mern.gouv.qc.ca, (consulté le 22 novembre 2015)
  4. Traité des matériaux - Introduction à la science des matériaux - Troisième édition - 1999 - PPUR, p. 95, 96 (ISBN 2-88074-402-4) - Présentation en ligne - Lire en ligne.
  5. http://www.techniques-ingenieur.fr/actualite/high-tech-thematique_193/revue-du-web-49-les-videos-de-la-semaine-article_84963/article_84963_3.html
  6. http://mymsds.henkel.com/mymsds/0006.1810620.3250.fr.MSDS_UT_FR.17604601.0.FR.pdf
  7. « Poux de tête : diméticone et peigne fin en premiers choix », sur www.prescrire.org (consulté le 31 décembre 2017)
  8. a, b, c, d, e, f, g, h, i et j Laubie Baptiste (2012) Dégradation bio-physico-chimique des élastomères silicones : Influence du catalyseur de polycondensation et impacts environnementaux | Thèse de doctorat en Environnement & chimie, effectuée sous la direction de Patrick Germain et de Valérie Desjardin ; soutenue le 24-10-2012 à Lyon, INSA, en partenariat avec LGCIE - Laboratoire de Génie Civil et d'Ingénierie Environnementale (Villeurbanne, Rhône) |résumé

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • Laubie Baptiste (2012) Dégradation bio-physico-chimique des élastomères silicones : Influence du catalyseur de polycondensation et impacts environnementaux | Thèse de doctorat en Environnement & chimie, effectuée sous la direction de Patrick Germain et de Valérie Desjardin ; soutenue le 24-10-2012 à Lyon, INSA, en partenariat avec LGCIE - Laboratoire de Génie Civil et d'Ingénierie Environnementale (Villeurbanne, Rhône) |résumé