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RÉSUMÉ
Les polymères polyphénylèneéther (PPE), polysulfone (PSU), polyéthersulfone (PES) et polyarylsulfones (PAS) sont des polymères techniques thermoplastiques dits thermostables. En effet, la présence systématique, sur la chaîne principale, de noyaux aromatiques, explique en particulier la haute résistance thermique de ces composés. Le PPE est souvent mélangé à du polystyrène ou à du polystyrène choc, afin d’en faciliter la mise en œuvre et d’en améliorer la résilience. Les polyarylènesulfones possèdent une très bonne résistance thermomécanique, une résistance au feu, et des propriétés diélectriques intéressantes.
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Josiane VILLOUTREIX : Maître de conférences au Conservatoire national des arts et métiers
INTRODUCTION
Les polymères étudiés dans ce dossier, polyphénylèneéther (PPE), polysulfone (PSU), polyéthersulfone (PES), polyarylsulfones (PAS) sont des polymères techniques thermoplastiques dits thermostables. En effet, la présence systématique, sur la chaîne principale, de noyaux aromatiques, explique en particulier la haute résistance thermique de ces composés.
C’est en 1965 qu’est synthétisé, par General Electric, le polyphénylèneéther ou PPE (encore appelé polyoxyde de phénylène PPO). Ce polymère est le plus souvent mélangé à du polystyrène ou à du polystyrène choc, afin d’en faciliter la mise en œuvre et d’en améliorer la résilience. Grâce à la miscibilité complète du poly(oxyde de phénylène) PPE avec le polystyrène ou ses copolymères, la gamme des PPE modifiés est par suite très étendue et, comme nous le verrons, les propriétés thermomécaniques varient de ce fait très largement.
Concernant les polyarylènesulfones, c’est Union Carbide qui a été la première société à fabriquer la polysulfone PSU en 1965, puis la polyarylsulfone (PAS) en 1976. La polyéthersulfone (PES) a été introduite sur le marché par Imperial Chemical Industry (ICI) vers la fin des années 1970.
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3. Mise en œuvre
Les PPE modifiés et les polyarylènesulfones peuvent être transformés sur toutes les machines usuelles de mise en œuvre des thermoplastiques : presses d’injection, extrudeuse, machine d’extrusion-soufflage et de thermoformage.
3.1 Injection
C’est la méthode la plus utilisée pour fabriquer des objets en PPE modifiés et en polyarylènesulfones. Ces matériaux peuvent être injectés sur des presses d’injection de modèles courants.
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Cas des PPE modifiés
Les vis classiques, à l’exception de celles utilisées pour le PVC, à trois zones avec un taux de compression compris entre 1,5 et 2,5, sont recommandées. La buse d’injection doit avoir un diamètre minimal de 4 mm.
Les conditions d’injection sont indiquées dans le tableau 9.
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Cas des polyarylènesulfones
Comme nous l’avons indiqué précédemment, ces composés absorbent un peu l’humidité et, pour éviter la formation de bulles à l’intérieur des objets transformés, les poudres ou les granulés doivent être séchés avant leur mise en œuvre dans les conditions indiquées dans le tableau 10.
Pour injecter ces produits, les vis à faible taux de compression (
), peu profondes et avec un rapport L /D (longueur/diamètre) de 25, sont particulièrement recommandées. Les conditions d’injection sont indiquées dans le tableau 9.
À noter le faible retrait linéique de ces polymères, qui permet de mouler des objets de grande précision. Les qualités renforcées de fibres de verre ou de carbone présentent un retrait de 0,1 à 0,3 % pour le PSU et de 0,2 à 0,5 % pour le PES.
3.2 Extrusion
Les PPE modifiés et les polyarylènesulfones peuvent être extrudés sur les extrudeuses de type courant à une ou deux vis.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MARGOLIS (J.) - Engineering thermoplastics, properties and applications - . Marcel Dekker.
-
(2) - Encyclopedia of Polymer Science and Technology - , 3e édition, Wiley interscience.
-
(3) - CNAM - Matériaux industriels. Polymères - . Cours du CNAM, MPL 106, MPL111. http://www.cnam.frhttp://www.idf.pleiad.net
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(4) - * - On pourra consulter les dossiers suivants qui traitent d’autres polymères thermoplastiques thermostables :
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(5) - GIOAN (P.) - Poly(sulfure de phénylène) PPS - [AM 3 396]. Base documentaire « Plastiques et Composites » (1989).
-
(6) - PARDOS (F.) - Polysulfure de phénylène (PPS). Aspects économiques - [AM 3 396]. Base documentaire « Plastiques et Composites » (2002).
- ...
ANNEXES
Le tableau 1 répertorie les normes AFNOR ( http://www.boutique.afnor.fr) et ISO ( http://www.iso.ch) concernant la détermination des caractéristiques des polyphénylèneéthers (PPE et PPE modifiées) et des polyarylènesulfones (PSU, PES, PAS).
HAUT DE PAGE
(liste non exhaustive)
Le tableau 2 donne quelques références commerciales de PPE, PES et PAS ainsi que les producteurs qui les mettent sur le marché.
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