Ve .mon Eur. Polym. J. Vol. 30, No. 2, pp. 167-173, 1994 Copyright © 1994ElsevierScienceLtd Printed in Great Britain.All rights reserved 0014-3057/94$6.00+ 0.00 ETUDE DES TRANSFERTS DE MATIERE ENTRE UN PLASTIFIANT DISPERSE DANS UN DISQUE DE PVC ET DES LIQUIDES ALIMENTAIRES DJELLOUL MESSADI* et ABD-EL-HAK GHEID Laboratoire Pollution, Universit6 de Annaba, B.P. 12, Annaba, Algeria (Re~u le 26 mars 1992; en forme rbvis~e la 7 avril 1993) Rrsumr---Les 6changes de matirre entre des liquides alimentaires agitrs (rrgime turbulent) et le polychlorure de vinyle (PVC) plastifi6 au phtalate de di-octyle (DOP) ont 6t6 6tudirs. Le transfert de DOP drcro~t dans rordre huiles (colza, olive, tournesol)-dirthyl 6ther, et peut ~tre augment6 en 6levant la temprrature et/ou le taux de plastification. Dans le di&hyl 6ther, le coefficient de diffusion du DOP est 105 fois plus grand que dans la matrice du polymrre. La masse de di&hyl &her qui prnrtre dans le PVC (vitesse plus 61evre quand la temprrature est basse) varie linrairement avec le temps. Le liquide ressort en partie aprrs un maximum d'absorption. Les coefficients de diffusion associrs fi la sortie de l'/~ther (D) peuvent ~tre plus (17°) ou moins (30°) ~lev~s que ceux (/3) correspondants fi la migration du DOP. Les huiles comestibles qui sont absorbres moins rapidement et en quantitrs moins grandes sont retenues dans le PVC; les masses 6changres varient linrairement en fonction de la racine carrre du temps jusqu'~i des valeurs proches de celles fi 1'rquilibre. INTRODUCTION Le polychlorure de vinyle (PVC) occupe une place importante dans l'industrie des matirres plastiques puisque, mis fi part les Etats-Unis et la Japon qui consomment davantage de polyrthylrne, c'est le poly- mrre le plus rrpandu dans la plupart des pays produc- teurs. Au stade de l'61aboration d'objets finis, emballages tout particulirrement, la rrsine est pratiquement tou- jours mrlangre ~un certain nombre d'adjuvants dont le r61e est de contribuer fi donner au plastique final les qualitrs requises pour son usinage, et l'emploi auquel il est destin~. Lors de la mise en contact matirre plastique- liquide, courante dans le domaine de l'emballage, les adjuvants ont tendance/t migrer des zones fi potentiel chimique 61ev6 vers les zones fi potentiel chimique plus faible. L'rtablissement du courant migratoire suppose une mobilit6 suffisante de ces adjuvants dans la masse du polymrre. La migration se poursuit plus ou moins rapidement jusqu'~ l'obtention d'un poten- tiel chimique constant pour l'ensemble du systrme, la valeur du coefficient de partage fixant alors le rapport des concentrations dans le matrriau et dans le liquide. L'exp~rience montre qu'on peut drfinir trois types de systrmes matrriau plastique-aliment [1, 2]. Dans le type I, la valeur du coefficient de diffusion de i'adjuvant dans la masse du polym~re (D A) est presque nulle. Aucun transfert n'a lieu, ~i l'exception de celui rrsultant du lavage de la surface du con- teneur. Dans le type II, le coefficient de diffusion D A est nettement suprrieur fi zrro, conduisant dans les con- ditions et pour la durre de contact ~ une migration mesurable. *A qui toute correspondance doit &re adressre. Dans le type III, le liquide prn6tre dans le PVC aprrs des p6riodes d'induction plus ou moins longues, provoquant une exaltation de la valeur de D ~ et de la vitesse de migration. Le transport de liquide dans le polymrre peut se traduire par un gonflement de celui-ci; une r6tro-diffusion du liquide peut survenir apr6s un maximum d'absorption [3, 4]. Ces transferts peuvent conduire fi des interfrrences avec la matirre emballre pour donner 6ventuellement des composgs inconnus, ou lui communiquer un gofit et une odeur indrsirables; des modifications des pro- prirtbs de la mati6re plastique peuvent 6galement en rrsulter. La pollution des aliments, des boissons par les matrriaux d'emballage est un probl+me important qui a conduit beaucoup de pays fi adopter une rrglementation tr~s stricte visant ~ protrger le con- sommateur. Les nombreux travaux rralisrs sur les processus de transfert se heurtent ~ deux inconv~nients majeurs: difficultrs d'analyse dues /t la grande varirt6 et fi la complexitb des aliments; dur~e importante des tests rrels (plusieurs mois, voire une annre au plus). Pour pallier ces inconvrnients les chercheurs ont non seulement imagin6 des agents simulateurs des aliments (heptane, dirthyl 6ther, huile vr#tale) pour reproduire les figures de migration obtenues avec les graisses et les huiles [5] mais ~galement modifi6 les conditions op~ratoires afin de simuler en quelques heures des exprriences pouvant durer plusieurs mois. D'autres auteurs [6-8] trouvent plus judicieux d'+laborer des modules mathrmatiques, plut6t que de changer les conditions op~ratoires des tests rrels, ou de remplacer l'aliment par un simulant. La prrsente 6tude porte sur les transferts entre le phtalate de di-octyle (DOP) dispers6 dans des disques de polychlorure de vinyle (PVC) en contact prolon# avec des liquides alimentaires en agitation contrrlre: 167