Historiquement, différents chercheurs successifs ont découvert expérimentalement ou encore accidentellement la possibilité de forger des ustensiles ou encore des carcasses d’appareils à partir des polymères naturels, mais aussi synthétiques. Parmi les polymères naturels, on a notamment le caoutchouc, la cellulose et la caséine tandis que le premier produit synthétique utilisé en industrie est la bakélite. Prenons un a un le récit de la découverte de ces quatre principales matières, ainsi que l’orientation future de leur utilisation. D’abord le caoutchouc, ce nom déposé a été tiré du nom original donné par les Amérindiens à un arbre de la forêt amazonienne : Cao et tchu. Ce qui signifie littéralement « bois qui pleure ».
C’est Christophe Colomb qui apporta le premier cette substance vers la fin du XVe siècle. Mais en 1736, les naturalistes français Charles Marie de La Condamine et François Fresneau de La Gataudière ont découvert les propriétés du caoutchouc naturel au Pérou. Cette observation a été perfectionnée encore plus en 1839 par l’américain Charles Goodyear, celui qui a découvert par hasard une méthode de vulcanisation du caoutchouc naturel par le soufre. Maintenant, les élastomères constituent les dérivés les plus répandus tirés du caoutchouc naturel. Ce sont des polymères mous qui présentent des caractéristiques élastiques, amortissantes et étanches à l’eau et à l’air. Préalablement thermoplastiques, leur vulcanisation les rendent thermodurcissables. C’est le cas de la gomme des pneumatiques qui sont des composés de caoutchouc naturel (NR) et du copolymère styrène-butadiène (SBR) réticulés à une température suffisante, c’est-à-dire au-dessus de à celle de la transition vitreuse. Après le caoutchouc, il y a la cellulose. C’est à partir de ce polymère naturel que l’anglais Alexander Parkes inventa l’un des plus anciens polymères artificiels appelé la parkesine. Il a présenté ce matériau en 1862 lors de l’Exposition Universelle de Londres. Ainsi, celui-ci devint la base des matières adoptées dans l’industrie plastique moderne. Les balles de tennis de table étaient l’un des premiers objets fabriqués à partir de la cellulose. Plus exactement en 1870, les frères Hyatt ont eu cette idée lorsque la guerre de Sécession aux Etats-Unis d’Amérique a occasionné un embargo de boules de billard en ivoire. Ainsi, ils ont inventé le Celluloïd en chauffant une nitrocellulose (nitration de la cellulose du bois) avec du camphre. Mais faute de qualité ces balles ont été vite remplacées en 1890 par des boules en galalithe.Il s’agit d’un matériau issu du troisième polymère naturel : la caséine.
La découverte de celui-ci arrive en 1889. Le chimiste français Jean-Jacques Trillat a mis en évidence la prédisposition de la caséine du lait de devenir plus dur que la corne, plus brillante que l’os, et ayant un aspect plus lisse au toucher que l’ivoire. Il a baptisé le produit résultant de son expérience une « galalithe » ou « pierre de lait ». Néanmoins, la galalithe n’est entré dans la fabrication d’un plus grand nombre d’articles que depuis 1918, là où l’on a commencé à l’adopter dans la confection des boutons, des stylos, des bijoux fantaisie, etc. C’est en 1907 que le chimiste belge naturalisé américain Leo Baekeland invente la première matière plastique réellement synthétique, il l’appelera "simplement" la bakélite. Ce sont des résines formo-phénoliques obtenues par une suite de condensation du phénol et du formaldéhyde (famille des phénoplastes). En premier, grâce à son pouvoir isolant, la bakélite sera utilisée dans la fabrication des boitiers de téléphone, des poignées de casserole, des prises électriques, etc. Outre ces origines énumérées précédemment, il existe encore d’innombrables autres sources retenues pour aboutir finalement au plastique. Toutes ces ascendances nous amènent à cerner la délimitation actuelle de la conception de cette matière. Par définition, ce nom est donné à la substance obtenue à la suite d’une série de réactions chimiques entre un polymère brut (résine de base) et des éléments annexes comme les charges, les plastifiants et d’autres additifs. La malléabilité de la matière ne s’obtient en général qu’en la chauffant et en la mettant sous pression en même temps. Le choix de la quantité et du type de composants varie selon la propriété requise pour le produit fini ou semi-fini. Voici la répartition générale des rôles de chaque élément constitutif d’une plastique : d’abord, le résine de base sert à donner une certaine homogénéité au matériau. Ensuite, les charges collaborent à la réduction de son coût, mais aussi elles lui accordent une propriété mécanique ou spécifique nécessaire à la destination finale de son utilisation par exemple, sa tenue thermique, sa stabilité dimensionnelle, l’amélioration de ses caractéristiques mécaniques, etc.
On distingue entre autres les charges d’origine minérale, les charges organiques, les charges renforçantes fibreuses et les charges renforçantes non fibreuses. Maintenant, on utilise aussi de nouvelles applications pour ces charges dans le but d’améliorer encore plus la qualité (c’est le cas de l’argile nanométrique très fine intégré jusqu’à 5% des composants, et utilisé pour la fabrication des bouteilles d’emballage en plastique), ou encore pour anticiper la facilitation des éventuels recyclages (C’est le cas de certaines céréales qui peuvent être incorporées jusqu’à 50%). Concernant les plastifiants, ce sont en général des diluants plutôt visqueux qui rendent le composé plus élastique et plus sensible à la température de transition vitreuse et de mise en œuvre. Et finalement les additifs, ils jouent un rôle annexe comme la teinture, le gonflage, la lubrification, l’antifongique, l’anticorrosion, etc. Malgré tout, avant de procéder à une application industrielle d’une quelconque formule de composition de ces quatre éléments constitutifs de la plastique, on doit toujours passer préalablement par un test de non toxicité.
