Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
NOTE DE L'ÉDITEUR
Les normes ISO 180 de décembre 2000, ISO 180/A1 de décembre 2006 et ISO 180/A2 d'avril 2013 citées dans cet article ont été remplacées par la norme NF EN ISO 180 (T51-911) : Plastiques - Détermination de la résistance au choc Izod (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1912 (Janvier 2020).
RÉSUMÉ
Les TPE (Thermo Plastic Elastomer) ont pris leur place entre les caoutchoucs vulcanisés et les plastiques grâce à leur concept spécifique, entraînant un certain nombre de propriétés générales (notamment d'élasticité et de thermoplasticité). Près d'une dizaine de familles sont maintenant d'usage général, permettant ainsi de couvrir la majorité des besoins. Ces différents types de TPE dont les polyoléfines, alliées à diverses phases d'élastomère réticulé dynamiquement, offrent des propriétés mécaniques et chimiques particulières à chaque famille : élasticité, facilité de mise en œuvre et de recyclage, thermoplasticité réversible.
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TPEs have taken their place between vulcanizeed rubber and plastics due to their specific design leading to a certain number of general properties (notably elasticity and thermoplasticity). Almost ten families are commonly used today thus allowing most needs to be covered and the bridge to be gapped between rubbers and thermoplastics. SBS, SEBS, TPO, TPE/PVC, MPR and polyolefins allied with various dynamically crosslinked elastomer phases offer specific mechanical and chemical properties for each family.
Auteur(s)
-
Michel BIRON : Ingénieur de l'Institut national supérieur de chimie industrielle de Rouen (INSCIR) et de l'Institut français du caoutchouc (IFC) - Consultant
INTRODUCTION
Entre les thermoplastiques à mise en œuvre aisée mais à propriétés élastiques restreintes, et les élastomères aux propriétés élastiques remarquables mais à mise en œuvre plus complexe, des matériaux intermédiaires ont fait leur apparition, les élastomères thermoplastiques TPE (ThermoPlastic Elastomer). Ils constituent une famille de matériaux relativement récents (apparition du concept dans les années 1960) et, de par leur structure hétérogène constituée de domaines souples et rigides, ils se situent à mi-chemin d'une part des caoutchoucs ou élastomères réticulés irréversiblement pour leur conférer élasticité et souplesse et d'autre part des thermoplastiques pour leur conférer la facilité de mise en œuvre.
Les TPE offrent une combinaison de propriétés particulières :
-
élasticité (déformation réversible sous contrainte), limitée à un domaine de températures modérées inférieures aux températures de ramollissement des domaines rigides ;
-
thermoplasticité réversible (déformation irréversible sous contrainte), souplesse ou rigidité ;
-
facilité de mise en œuvre des thermoplastiques et suppression de l'étape de vulcanisation ;
-
facilité de recyclage des déchets de thermoplastiques.
En fait, il n'existe pas de frontière définie entre thermoplastiques et TPE mais une continuité. Par contre, si les propriétés des TPE s'approchent de certaines propriétés des élastomères, il y a discontinuité au niveau des morphologies et mises en œuvre.
Les élastomères thermoplastiques comprennent à la fois des produits doués de propriétés courantes (SBS et TPO, par exemple) et des produits à caractéristiques techniques plus particulières (COPE et PEBA, par exemple). Plus récemment, sont apparues de nouvelles familles présentant une ou plusieurs propriétés particulièrement performantes. Elles sont souvent regroupées sous l'appellation générale de super TPE et sont traitées dans le dossier suivant [AM 3 401].
Le développement des TPE est encore limité mais le taux de croissance est supérieur à ceux des thermoplastiques et des caoutchoucs. Le grand intérêt des TPE pour les plasturgistes réside dans le fait que leur matériel : presses à injection, extrudeuses..., et leur expérience de la mise en œuvre des thermoplastiques leur permet d'accéder à une partie du marché des élastomères.
Les TPE favorisent la cotransformation avec les thermoplastiques conventionnels élargissant ainsi les possibilités d'intégration de fonctions favorables à la diminution des coûts.
Les taux et pourcentages indiqués dans ce texte sont, sauf indication contraire, massiques.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de juil. 2000 par Michel BIRON
DOI (Digital Object Identifier)
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Concepts et propriétés de base
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2. Évolution et perspectives
Bien que certains polyuréthannes thermoplastiques ou TPU (Desmopan) soient apparus en 1950, il semble que le concept des TPE date des années 1960.
1950 : TPU, polyuréthanne thermoplastique (Desmopan/ Estane) PVC/NBR, mélange physique de PVC et NBR
1961 : TPU, polyuréthanne thermoplastique (Elastollan)
1965 : SBS, styrène-butadiène-styrène (Cariflex TR)
1970 : SEBS, styrène-éthylène/butylène-styrène (Kraton G) COPE, copolymère éther ester (Hytrel)
TPO, mélange polyoléfine/élastomère non réticulé
1975 : TPO-VD, mélange polyoléfine/élastomère vulcanisé dynamiquement
1976 : COPE, copolymère éther/ester (Arnitel)
1980 : PEBA, copolymère éther/amide (Pebax)
1981 : TPO-VD, PP/EPDM vulcanisé dynamiquement (Santoprene)
1984 : EVA/VC, EVA/chlorure de vinylidène (Alcryn)
1985 : PP/NBR-VD, PP/NBR vulcanisé dynamiquement (Geolast)
1987 : PP/NR-VD, PP/NR vulcanisé dynamiquement (Vyram)
1988 : PP/IIR-VD, PP/butyl bromé vulcanisé dynamiquement (Trefsin)
1992 : POE, Polyéthylène octène
1995 : Interpolymères éthylène styrène
2002 : PA/ACM-VD
2003 : TP/Si-V
2004 : ETPV, acrylic TPE, fluoroprène
2005 : Silicone/silicone réticulée
2010 : FluoroXprene, COC élastomère
Les TPE continuent d'évoluer avec des recherches et développements tous azimuts.
-
Copolymères divers à segments souples et rigides : PA/PUR, cofluoropolymères, copolymères à cristaux liquides, ionomères.
-
Alliages de polymères existants : SBS et EVA réticulé, fluorothermoplastique et fluoroélastomère réticulé, TPU de type ester ou éther et NBR, alliage de deux TPE de natures chimiques différentes, PP et caoutchouc naturel époxydé vulcanisé, PP et EVA vulcanisé dynamiquement, PA et NBR réticulé, PA et polyéthylène chloré vulcanisé, PA et COPE, SAN et caoutchouc naturel époxydé...
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BIBLIOGRAPHIE
NORMES
-
Rubber, vulcanized or thermoplastic – Estimation of life-time and maximum temperature of use - ISO 11346 - 2004
-
Rubber Vocabulary - ISO 1382 - 2008
-
Rubber, vulcanized or thermoplastic – Resistance to ozone cracking – Part 1 : Static and dynamic strain testing - ISO 1431-1 - 2004
-
Rubber, vulcanized or thermoplastic – Resistance to ozone cracking – Part 3 : Reference and alternative methods for determining the ozone concentration in laboratory test chambers - ISO 1431-3 - 2000
-
Rubber, vulcanized or thermoplastic – Determination of low temperature stiffening (Gehman test) - ISO 1432 - 2003
-
Plastiques. Élastomères thermoplastiques à base de polyester/ester et polyéther/ester, pour moulage et extrusion. Partie 2 : préparation des éprouvettes et détermination des propriétés - ISO 14910-2 - 12-97
-
Thermoplastic elastomers – Nomenclature and abbreviated terms - ISO 18064 - 2003
-
...
ANNEXES
1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
HAUT DE PAGE
1.2 Documentation – Formation – Séminaire (liste non exhaustive)
Stage de formation. Les élastomères thermoplastiques. IFOCA : matériaux, propriétés, mise en œuvre.
HAUT DE PAGE
Étant données les faibles consommations par rapport à l'ensemble des matières plastiques et le nombre réduit de producteurs, parfois un seul au niveau mondial par famille, les données statistiques et même les estimations sur les élastomères thermoplastiques sont rares et quelquefois assez dissemblables.
HAUT DE PAGE
Le tableau propose, sans aucune...
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