L'acide borique, aussi connu sous le nom de borax, est un composé chimique largement utilisé dans divers secteurs industriels et domestiques. Bien qu'il soit efficace dans de nombreuses applications, il est essentiel de connaître ses usages et ses dangers potentiels.
Usages de l'Acide Borique
Secteur du Verre
Le bore et ses composés sont utilisés dans le secteur du verre, notamment dans les verres borosilicatés et les fibres de verre. Ces fibres sont employées pour l'isolation électrique et thermique, ainsi que pour le renforcement de matériaux.
En Europe, l'acide borique (à 56%) et le borax pentahydraté (à 35%) sont principalement utilisés pour la production de verres borosilicatés. En 2009, la production européenne de ces verres a été estimée à 3 millions de tonnes, représentant 10% de la production totale de verre en Europe (Hubert M. and Jans Faber A. 2014).
Les tétraborates utilisés dans la production de verre et de fibres de verre étaient d'environ 47 000 tonnes par an en 2008 (exprimées en B2O3) (ECHA). RPA mentionne que 75 000 tonnes d'acide borique seraient utilisées en Europe en 2008 pour la production de verres et de fibres de verre et 46 000 tonnes de borax pentahydrate (RPA 2008).
Fibres de Verre
Il existe trois catégories de fibres de verre dans lesquelles des borates sont utilisés : C, D et E (Blazy P. and Jdid E.A. 2011) (Rio Tinto 2021). En 2005, la demande mondiale en fibres de verre était de 810 000 tonnes de B2O3 (Blazy P. and Jdid E.A. 2011). Ce chiffre comprend également les fibres de verre utilisées pour l'isolation.
Ces fibres sont utilisées dans les polymères, les plastiques, les composites, et les isolations thermiques, phoniques et électriques. Les borates utilisés pour la confection de ces fibres sont l'acide borique, la colémanite, et le borax pentahydrate (Hubert M. and Jans Faber A. 2014).
Types de Fibres de Verre
- Fibres de verre E (Electrique): Alumino-borosilicates utilisés dans les composites pour leurs propriétés mécaniques et isolantes.
- Verres C (résistance Chimique): Borosilicates de calcium et d'alumine utilisés pour l'isolation et offrant une meilleure résistance chimique.
- Verres D: Verres de spécialités à hautes performances diélectriques, utilisés dans les applications électroniques.
Les borates permettent de réduire la température de fusion du mélange, et permettent un « fibrage » optimal en jouant sur la viscosité et la tension de surface des fibres. Du borates pentahydraté ou de l'uxelite peuvent être utilisés pour la confection de ces fibres (Rio Tinto 2021).
Avantages de l'Addition de Borates dans le Verre
L'addition de borates dans le verre procure plusieurs avantages (Hubert M. and Jans Faber A. 2014) :
- Ils permettent d'abaisser les températures de fusions lors de la fabrication du verre.
- Le bore agit comme un « solvant » et améliore la dissolution de toutes les substances du mélange.
- La dévitrification est inhibée et la viscosité de la matière fondue est abaissée.
Dans le produit final, le bore renforce l'altération du réseau vitreux. La dilatation thermique est réduite, la résistance aux chocs et aux agents chimiques est améliorée, la tendance à cristalliser est diminuée et les produits finaux sont plus transparents et brillants.
Émaux et Frittes de Verre
La principale utilisation des borates dans les émaux et frittes de verre est de baisser la température de fusion lors de la production. Selon (Hubert M. and Jans Faber A. 2014), des borates sont également utilisés pour améliorer la résistance mécanique et chimique, ainsi que la transparence.
En 2005, la demande mondiale de borates utilisés pour la production de céramique était de 350 000 tonnes (exprimées en B2O3) (Blazy P. and Jdid E.A. 2011).
Engrais Agricole
Le bore est un élément essentiel pour la croissance des plantes. Il améliore le transport des nutriments et permet ainsi d'améliorer le développement des plantes, la fructification et le développement de graines et de la pollinisation. La carence en bore s'illustre de manière différente suivant les cultures : tâches aqueuses brunes, gerçures des tiges, jaunissement du feuillage… Au contraire, un surdosage du bore peut être toxique.
Les composés de bore utilisés pour la production d'engrais sont l'acide borique, les borates de sodium (borax), les borates de calcium et le bore d'éthanolamine. La règlementation des fertilisants impose une concentration minimum en bore dans les engrais comprise entre 2 et 14% selon la substance amenant le bore (Union Européenne 2003 ) (RPA 2008).
Savons et Détergents
L'acide borique et le perborate de sodium sont utilisés dans les détergents, principalement les lessives sous forme de poudre, ainsi que les nettoyants ménagers et industriels et les savons pour les mains. Les borates stabilisent la composition des autres composants et agissent comme agents de blanchiment. Selon le site (Rio Tinto 2022) les borates sont également utilisés pour contrôler la viscosité, éviter la décoloration, pour adoucir l'eau, émulsifier les graisses et les huiles, ainsi que pour leurs propriétés bactéricides et fongicides.
La consommation totale de l'Union Européenne d'acide borique et de tétraborate de sodium dans les lessives est estimée à 930 tonnes par an (calculé en bore) (RPA 2008) (DEPA 2015) (ELEMENTARIUM 2021).
Isolation en Cellulose
L'acide borique et le disodium tétraborate peuvent être utilisés comme retardateur de flamme dans les isolations en cellulose (12% d'acide borique), dans des produits en bois et en paille, dans certains produits en papier ou en carton, dans la ouate des matelas. Cette utilisation comme retardateur de flamme a également une fonction biocide, contre le développement de champignons et/ou d'insectes (RPA 2008).
Biocides
Les tétraborates étaient utilisés comme protection pour le bois pour les produits en bois massif, les composites en bois ou les matériaux de construction d'intérieur comme les montants, le contreplaqué, les solives et les chevrons (ECHA 2010). Aujourd'hui l'acide borique est autorisé pour ses propriétés biocide selon la règlementation biocide de l'UE. Le disodium tétraborate pentahydraté dispose actuellement d'une autorisation en cours de renouvellement.
Hormis pour l'utilisation dans les produits en bois, massifs ou contreplaqué, qui implique directement l'utilisation de borates pour son action biocide, d'autres usages présentés dans cette partie impliquent indirectement, de façon auxiliaire, l'utilisation de borates pour leurs propriétés biocides : il s'agit des usages suivants isolation en cellulose, adhésifs, retardateur de flamme, liquides d'usinage.
Autres Utilisations
- Adhésifs: Stabilisateur de pH, fongicide et retardateur de flamme dans les résines aminoplastes.
- Peintures et revêtements: Retardateur de flamme, anticorrosion et stabilisateur de pH.
- Carburants: Additif pour prévenir le préallumage des moteurs.
- Sidérurgie et métallurgie: Dissolution des oxydes métalliques dans la soudure et le brasage.
- Béton: Ralentissement du durcissement.
- Liquides d'usinage: Inhibiteur de corrosion et bactériostatique.
- Liquides de refroidissement: Antioxydant et anticorrosif.
- Lubrifiants: Protection des métaux contre la corrosion.
Dangers et Précautions d'Usage
L'acide borique est naturellement contenu dans le sol, l'eau et les minéraux, et entre dans la composition de nombreux produits pesticides vendus dans le commerce. Il est important de noter que, bien qu'il soit communément utilisé comme répulsif contre les cafards, fourmis et autres nuisibles, l'acide borique présente certains dangers qu'il convient de connaître avant utilisation.
Bien que généralement considéré comme non fatal, l'acide borique peut être toxique en fonction de la dose, de ses composantes et de son application. Il est irritant pour les muqueuses, et il est conseillé d'éviter tout contact direct avec la peau. Pour cette raison, elle devient de plus en plus difficile à trouver en libre service.
Comme pour tous les produits insecticides, il est crucial de respecter certaines mesures de précaution :
- Porter des gants, des lunettes de protection et des vêtements couvrants lors de la manipulation.
- Choisir le jour d'épandage en fonction de la météo.
- Éviter les environnements humides pour les préparations en poudre.
- Ne pas positionner à proximité de plantes ou de racines.
Conseils d'Utilisation
Pour une utilisation efficace contre les cafards, mélangez une cuillère d'acide borique avec une cuillère à soupe de lait concentré sucré. Formez une pâte homogène et déposez-la où logent vos cafards.
Les préparations en poudre doivent être épandues dans les zones de circulation des insectes, tandis que les insecticides liquides peuvent être disséminés aux alentours des nids de fourmis.
Tableau Récapitulatif des Usages
| Secteur | Usage Principal | Avantages |
|---|---|---|
| Verre | Production de verres borosilicatés et fibres de verre | Réduction de la température de fusion, amélioration de la résistance chimique et thermique |
| Agriculture | Engrais | Amélioration du transport des nutriments et du développement des plantes |
| Détergents | Stabilisateur et agent de blanchiment | Stabilisation des composants, contrôle de la viscosité, propriétés bactéricides et fongicides |
| Biocides | Protection du bois et isolation | Retardateur de flamme, action biocide contre les champignons et insectes |
| Métallurgie | Soudure et brasage | Dissolution des oxydes métalliques |
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