Matériaux · polypropylène

Mandrins en PP : polypropylène pur et chargé carbonate

ROLL Lab · mis à jour le 24/10/2026 · sources en bas de page

Qu’est-ce que le polypropylène pour mandrins ?

Le polypropylène est une polyoléfine semi-cristalline, comme le polyéthylène. Il existe en deux grandes familles : l’homopolymère, plus rigide, et le copolymère (avec de l’éthylène), plus tenace aux chocs et au froid. Les deux servent pour les mandrins, purs ou avec des charges minérales. La masse volumique du PP pur est d’environ 0,90 à 0,91 g/cm³ : un mandrin en PP flotte sur l’eau.

Points forts

• Légèreté : à dimension égale, il pèse environ 1,13 fois un mandrin en carton, contre 1,76 pour le PVC (données ROLL Lab). Sur un 3" en paroi 7,5 mm, cela représente environ 1,8 kg au mètre.
• Température sous faible charge : la HDT à 0,46 MPa de l’homopolymère est d’environ 100 à 120 °C. Le PP supporte mieux que le PVC les procédés chauds, tant que la charge reste modérée.
• Hygiène : surface lisse, lavable, sans fibres. Il existe des compounds déclarés conformes au règlement (UE) 10/2011.
• Chimie : excellente résistance à de nombreux solvants, acides et bases.
• Recyclage : monomatériau, il flotte et rejoint le flux des polyoléfines.

Limites

• Rigidité : son module à court terme, de 1,3 à 1,8 GPa pour l’homopolymère, vaut environ la moitié de celui du PVC. Contre le flambement de la paroi, il faut plus d’épaisseur.
• Fluage : il flue davantage que le PVC. L’EN 13476-2 admet pour les tubes en PP un rapport de fluage à deux ans jusqu’à 4 : après deux ans, la rigidité effective peut tomber au quart de la valeur initiale.
• Forte charge et chaleur : sous 1,8 MPa, la HDT tombe à 50–60 °C. Sous une bobine lourde en été, le PP se comporte moins bien que ne le laisse croire sa HDT sous faible charge.
• Froid : l’homopolymère a sa transition vitreuse vers 0 °C et devient fragile au gel. Pour l’extérieur en hiver, on choisit le copolymère.
• UV : sans stabilisants, il se dégrade au soleil en quelques mois.

PP chargé carbonate de calcium

Ajouter du carbonate de calcium (CaCO₃) au polypropylène augmente la rigidité et réduit le coût du compound. Selon les données du ROLL Lab, à dimension égale, un mandrin en PP chargé a une résistance à 3 % de 1,51 fois le carton contre 1,15 pour le PP pur, et une charge maximale de 3,33 contre 2,54. Les cycles minimaux observés chez les clients passent de plus de 10 à plus de 15.

Le revers : le PP chargé est plus lourd et se comporte autrement au recyclage. Avec environ 15 % de carbonate, sa masse volumique dépasse 1 g/cm³ et le mandrin ne flotte plus : dans les installations de tri par flottation, il finit avec les matières lourdes (analyse ROLL Lab à partir des masses volumiques du PP, environ 0,905, et du carbonate, environ 2,7 g/cm³). Les charges peuvent aussi peser sur la classe de recyclabilité PPWR, qui sera définie par des actes délégués.

Contact alimentaire et ateliers propres

Le PP vierge est le polymère le plus utilisé pour les mandrins destinés aux films alimentaires, pharmaceutiques et aux salles blanches. Trois points à retenir :

• le mandrin touche en général le film, pas la denrée : l’aptitude s’évalue d’après le contact réel ;
• si nécessaire, le fournisseur délivre une déclaration de conformité au règlement (UE) 10/2011, avec les conditions d’emploi ;
• le PP recyclé post-consommation n’est admis au contact des denrées que s’il provient de procédés conformes au règlement (UE) 2022/1616.

Lavage, désinfection et stérilisation. Le PP tient bien l’eau chaude, les détergents alcalins et les alcools utilisés en atelier propre. Des trois polymères principaux, c’est celui qui supporte le mieux la vapeur : les grades adaptés tiennent des cycles d’autoclave à 121 °C, à condition que le mandrin soit à vide et posé de façon à ne pas se déformer. Le PVC rigide se déforme en autoclave ; le PEHD est à la limite et cède facilement sous charge. Attention en revanche à la stérilisation par rayons gamma ou faisceau d’électrons (ISO 11137) : le PP standard jaunit et devient fragile, il faut des grades stabilisés aux rayonnements.

Hygiène et contact alimentaire.

Coupe : mieux vaut le tour

Le PP est tenace et, à la scie, il a tendance à « pâter » et à laisser des filaments. Les estimations du ROLL Lab lui donnent la meilleure note pour la coupe au tour, qui donne un bord net et d’équerre, et des notes plus basses à la scie et à la lame. Des vitesses de coupe modérées évitent que le bord fonde. La découpe des mandrins plastiques.

Fin de vie et PPWR

Un mandrin en PP propre est un déchet d’emballage plastique (code déchet 15 01 02) avec un marché du recyclage bien établi. Pour le PPWR, les règles générales s’appliquent : recyclabilité à partir de 2030 et contenu recyclé post-consommation (35 % à partir de 2030, 65 % à partir de 2040 pour les « autres emballages en plastique » ; 10 % et 25 % si le mandrin était considéré comme un emballage sensible au contact). Pour les mandrins en PP destinés à l’alimentaire, trouver du recyclé apte en quantité sera le principal défi. PPWR et mandrins plastiques.

Utilisez le calculateur ci-dessous ou ouvrez l’estimation de la paroi minimale avec fluage en pleine page, avec méthode et sources.

Questions fréquentes

Pour aller plus loin

Sources

1. Données ROLL Lab : rapports à dimension égale (poids, résistance, cycles, température)
2. SpecialChem, Heat Deflection Temperature of Plastics (PP homopolymère, copolymère et chargé)
3. EN 13476-2, rapport de fluage selon EN ISO 9967
4. Règlement (UE) n° 10/2011 concernant les matériaux et objets en matière plastique destinés à entrer en contact avec des denrées alimentaires
5. Règlement (UE) 2022/1616, plastique recyclé au contact des denrées alimentaires
6. Règlement (UE) 2025/40 (PPWR), art. 6 et 7, EUR-Lex
7. Analyse ROLL Lab (poids au mètre, masse volumique du PP chargé)
8. ISO 11137 (stérilisation des produits de santé par irradiation)