CHAPITRE 6 LES APPLICATIONS ET PROPRIÉTÉS DES THERMOPLASTIQUES

1. PE

2. PP

3. PS

4. ABS

5. PMMA

6. PET

7. PA

8. PC

9. PTFE

10. PVC

11. POM

1. PE

2. PP

3. PS

4. ABS

5. PMMA

6. PET

7. PA

8. PC

9. PTFE

10. PVC

11. POM

1. LE POLYÉTHYLÈNE PE

Le PE a une bonne qualité alimentaire, sa Mise en œuvre est aisée (injection, extrusion, films...), excellentes propriétés d'isolation électrique et de résistance aux chocs, grande inertie chimique…

Mais le PE est Sensible aux UV en présence d'oxygène (air), Sensible à la fissuration sous contrainte, a une mauvaise tenue à la chaleur, difficile voire impossible à coller, retrait important, soudage Haute fréquence impossible…

APPLICATIONS Films : agricoles, sachetterie, emballages pour palettes (thermo-rétractable ou non),

couches de bébé Récipients ménagers ou industriels : cuvettes, pots, bouteilles Tuyaux souples, Conduites de gaz ou d’eau chaude pour le chauffage par le sol Isolant de câbles électriques Jouets Coques de bateau ou de planche à voile Corps creux pour embouteillages rigides : bouteilles, flacons, bidons de lait, récipients

pour lessives, détergents... Grands récipients : fosses septiques, fûts... Objets injectés : palettes de stockage, signalisation urbaine...

1. LE POLYÉTHYLÈNE PE

2. LE POLYPROPYLÈNE PP Le PP, étant plus cristallin, est moins sensible au fluage à la température

ambiante que PEBD. Faisant partie de la famille des polyoléfines, le polypropylène est un matériau facile à injecter avec une large plage de températures d'injection allant de 160°C à 300°C.

Le PP a une meilleure tenue mécanique que les PE (plus rigide, excellentes propriétés en fatigue de flexion), bonne tenue en température, non-fissuration sous charge, alimentaire, Bonne inertie chimique

Mais le PP est Sensible aux rayons ultraviolets en présence d'oxygène, difficile à coller voire impossible, soudage impossible par hautes fréquences, formage difficile.

APPLICATIONS Films pour emballage alimentaire Corps creux pour embouteillages rigides Tuyaux de circulation d'eau (capteurs solaires) bandes de protection latérales pour automobiles (chargées en noir de carbone), intérieurs

de lave-vaisselle, Ficelles, bandelettes, cordes... Boite à charnière intégrée Batterie Emballage des margarines et des crèmes glacées Cordage Filaments pour vêtement et ameublement

2. LE POLYPROPYLÈNE PP

3. LE POLYSTYRÈNE PS Le PS est rigide, a une bonne stabilité dimensionnelle, alimentaire, bon

isolant, transparent… Mais le PS est cassant, peu résistant aux chocs, électrostatique et a une

Mauvaise résistance aux essences. Le PS CHOC a une meilleure résistance au choc que le PS. Mais le PS CHOC est  moins rigide que PS, plus difficile à souder et

opaque. Le PS EXPANSE est un excellent isolant thermique, a une faible densité et

il est facile à coller. Mais le PS EXPANSE est peu rigide, inflammable. APPLICATIONS

PS Emballages, pots de yaourt, présentoir thermoformé, armoire de toilette, diffuseur

optique, jouets, cassette audio, brosse à dents, Article médicaux. PS CHOC Ameublement, armoire de toilette, contreporte de réfrigérateur, rasoir jetable, cintre. PS EXPANSE Emballage « sur mesure » antichoc pour objets fragiles. Boîte à œufs, emballage d'objets fragiles Appareils photos. Panneau isolant pour bâtiment

3. LE POLYSTYRÈNE PS

4. LE ACRYLONITRILE BUTADIENE STYRENE ABS

L’ABS a une bonne tenue aux chocs, une bonne stabilité dimensionnelle, une surface dure et résistante à l’usure et facile à mettre en forme.

Mais l’ABS est opaque et électrostatique.

APPLICATION Meubles ou sièges, coques de bateaux, planches à

voiles, pièces automobiles chromées. Coques de sièges de voiture. Boîtier : ordinateur, de feux de signalisation, boitiers

d’électroménager et de jouets.

4. LE ACRYLONITRILE BUTADIENE STYRENE ABS

5. POLYMETHACRYLATE DE METHYLE PMMA

Le PMMA a une transparence exceptionnelle, une bonne tenue aux UV, brillant, facile coller et à thermoformer.

Mais le PMMA est cassant, fragile, rayable, Tenue thermique limitée (80 °C), résistance chimique très moyenne,.

APPLICATIONS Plaques pour vitres, hublots, dômes, vitrines. Feux arrière automobile, globes. Equerres, réglette, cadrans téléphoniques, lentilles

d'appareils photo, meubles modernes.

5. POLYMETHACRYLATE DE METHYLE PMMA

6. POLYETHYLENE TERAPHTALATE PET

Le PET est transparent, a de bonnes propriétés chimiques, très rigide à 20 °C, avec bonne propriété mécanique à haute température. bon frottement et faible usure. Une grande aptitude à l'étirage

Mais le PET a une grande reprise rapide d'humidité néfaste au moulage, faible température de transition vitreuse (70 °C).

APPLICATIONS PET Emballage, bouteilles soufflées, films biétirés (Audio et vidéo). PET + 30% FV Système d'allumage, Capuchon de bobines Composant électriques et électroniques Corps de pompe à eau Interrupteur relai

6. POLYETHYLENE TERAPHTALATE PET

7. POLYAMIDE PA

Les PA 6 et PA 11 ont de Bonnes propriétés mécaniques : (traction, fatigue), faible frottement, bonne résistance à l'abrasion, bonne résistance chimique, auto-extinguibles, bonne résistance thermique en continu, bonne isolation électrique

Le PA 12 a un bon comportement à basses températures, faible reprise d'eau, bonne stabilité dimensionnelle, Bon frottement, Bonne résistance chimique

Mais les PA ont une mauvaise tenue en eau bouillante, leur mise en œuvre est délicate (étuvage obligatoire et plage de fusion étroite).

APPLICATIONS Coussinets, tuyaux et réservoirs de freins, outillage portatif, perceuses, scies,

cames, collier de serrage. PA 11 Récipients, dérailleurs de bicyclettes, têtes de marteaux, semelles de

chaussures de chaussures de foot). Flexibles pour cabines, flotteurs de carburateurs.

PA 6-6+FV Boites à eau de radiateur, jantes de roues, tubulure d’admission, pales

ventilateur, poignées de porte, capotages de rétroviseurs

7. POLYAMIDE PA

8. POLYCARBONATE PC

Le PC a une excellente résistance au choc entre - 80 °C et + 135 °C, la meilleur isolation électrique parmi les matériaux transparents, bonne stabilité dimensionnelle même en milieu humide, auto-extinguible, transparent, alimentaire

Mais le PC a une mauvaise résistance aux hydrocarbures et une mise en œuvre délicate (séchage soigné) en plus il est coûteux…

APPLICATIONS Capots de relais, cadrans téléphoniques, boitier de téléphone portable,

prises de force. Capotage, filtres à café, sèche-cheveux, rasoirs, mixers, vaisselle. Jumelles, appareils photo, voyants. Casques, visières pare-brise motos, capots de protection, feux automobile, biberons, réservoirs à sang en chirurgie et seringues. couvertures de stades

8. POLYCARBONATE PC

9. POLYTETRAFLUOROETHYLENE PTFE

Le PTFE a une bonne inertie chimique remarquable, isolation électrique bonne, tenue thermique excellente, Anti-adhérence, bonne tenue aux UV et intempéries, alimentaire et médicale…

Mais le PTFE a un taux de fluage élevé, Mise en œuvre difficile, Collage difficile voire impossible, densité élevée, Prix élevé…

APPLICATIONS Tuyaux, joints d'étanchéité, raccord à soufflets pour

industrie chimique Robinets et vannes, revêtements anti-frottement, paliers,

coussinets, joints, revêtements anti-adhérence, revêtement de semelle de fer à repasser.

9. POLYTETRAFLUOROETHYLENE PTFE

10. POLYCHLORURE DE VINYLE PVC

Le PVC a une bonne rigidité et bonne stabilité dimensionnelle, bonne tenue chimique, auto-extinguible, alimentaire, excellente résistance à l'abrasion.

Mais le PVC est sensible aux UV et il est fragile et cassant à basse température.

Le PVC souple : utilisable à basse température, a une faible tenue chimique et non alimentaire.

APPLICATIONS PVC rigide Tuyau d’adduction d’eau et d’évacuation, tubes de drainage, bouteilles

(eau, vinaigre, huile), profilés de fenêtres, flacon pour produit cosmétique, d’entretien, plisters

PVC souple Tuyaux eau ou gaz, cordes à sauter, gainage de fils, classeurs,

chemises protection de bureau, rubans adhésifs, bâches, stores, botte, isolation des câbles électriques, revêtements de sols.

10. POLYCHLORURE DE VINYLE PVC

11. POLYOXYMETHYLENE POM

Les POM ont d'excellentes propriétés mécaniques : module d'élasticité élevé, bonne résistance en fatigue, faible facteur de frottement même à sec. Bonne stabilité chimiques surtout aux huiles et lubrifiants et également bonne stabilité dimensionnelle.

Mais Les POM sont sensibles aux UV, aux acides oxydant et aux bases fortes, retrait important, non alimentaires.

APPLICATIONS Engrenages, vis, disques, roues dentées, cames, biellettes. Organes de pompes, flotteurs pour indicateurs d'essence,

robinetterie, raccords pour systèmes pneumatiques

11. POLYOXYMETHYLENE POM

CHAPITRE 6’ LES APPLICATIONS ET PROPRIÉTÉS DES THERMODURCISSABLES

1. Polyesters insaturés (UP)

2. Polyépoxyde (époxy)

3. Polyuréthane (PU)

4. Phénoplaste (PF)

5. Aminoplastes (UF, MF)

1. Polyesters insaturés (UP)

2. Polyépoxyde (époxy)

3. Polyuréthane (PU)

4. Phénoplaste (PF)

5. Aminoplastes (UF, MF)

1. POLYESTERS INSATURÉS (UP)

Les polyesters insaturés ont une bonne tenue chimique, sont à mettre en œuvre, ont une grande stabilité dimensionnelle, transparence et de coloration durable…

Mais les polyesters insaturés ont un retrait important, inflammable et une mauvaise tenue à l'eau bouillante.

APPLICATIONS Polyesters non renforcés vernis pour meubles, gel-coats, mastics Mastics, mortiers et bétons, marbre reconstitué, faux bois. Polyesters renforcés par des fibres de verre dômes ou coupoles, bornes d’incendie, coffrages, bungalows, baraques de chantier,

panneaux de signalisation, piscines, baignoires, éviers, modules intégrés. cuves : vin, eau, fioul. citernes : engrais liquides, silos. fosses septiques et conduites de produits chimiques. armoires, boîtiers, isolants, chemins de câbles, coffrets, clapets. supports de circuits imprimés. Pièces de carrosserie automobile Bateaux, bouées, cannes à pêche, télécabines.

1. POLYESTERS INSATURÉS (UP)

2. POLYÉPOXYDE (ÉPOXY)

Les EP ont d’excellentes propriétés mécaniques lorsque sont chargé (fibres, tissus de verre, mats, carbone, polyamide aromatique...), bonne tenue chimique et thermique, faible retrait et bonne stabilité dimensionnelle et adhérence, auto-extinguibles.

Mais les EP ont un Cycle de réticulation long, condition hygiéniques de mise en œuvre est délicate, démoulage en présence de silicones.

APPLICATIONS EP

Articles de sport, pièces pour l’aéronautique, coques. Collage de béton, de métaux et de plastiques. peintures et vernis,

EP chargé de fibres verre  Raquettes de tennis, pales d'hélicoptères, pièces aéronautique, cannes à

pèche, voilure d'avions, nez de fusée, citerne, tubes d'exploitation pétrolière, mâts de planches à voile, clubs de golf, bateaux de haute compétition.

2. POLYÉPOXYDE (ÉPOXY)

3. POLYURÉTHANE (PU)

3. POLYURÉTHANE (PU)

3. POLYURÉTHANE (PU)

4. PHÉNOPLASTE (PF)

Les PF ont une excellente tenue thermique, Bonne tenue chimique et mécanique, prix modéré, auto-extinguibles…

Mais les PF ont des couleurs foncées, odeur forte, ils sont non alimentaire et leur mise ne œuvre se fait à faible cadence

APPLICATIONS Pièces mécaniques rigides Pièces de bonnes propriétés électriques Pièces de haute tenue thermique Pièces d'isolation Pièces d'usage courant (rigides) Stratifiés autoextinguibles

4. PHÉNOPLASTE (PF)

5. AMINOPLASTES (UF, MF)

Les UF (chargé cellulose) ont une grande dureté et une bonne résistance à l'abrasion et aux UV. Ils sont transparents, auto-extinguibles et peu cher.

Les MF (chargé FV) ont une meilleure tenue mécanique et chimique, alimentaire.

Mais les UF (chargé cellulose) sont sensibles à l'eau bouillante, avec un retrait important, non alimentaires et les MF (chargé FV) ont un prix plus élevé…

APPLICATIONS UF + Cellulose Colles pour contreplaqués, capots, socles, queues de casseroles,

vernis, pièces moulées, mousses. MF + GF Colles insensibles à l'humidité, vaisselle de campings,

électroménager

5. AMINOPLASTES (UF, MF)

CHAPITRE 6’’ LES APPLICATIONS ET PROPRIÉTÉS DES CAOUTCHOUCS

1. Caoutchouc naturel (NR)

2. Polyisoprène synthétique (IR)

3. Polybutadiène styrène (SBR)

4. Polybutadiène nitrile acrylique ou caoutchouc

nitrile

5. Polyisobutylène (butyle)

6. Polychloroprène ou néoprène

7. EPDM

1. CAOUTCHOUC NATUREL (NR)

Le caoutchouc naturel  montre une grande élasticité, bonne résistance à la traction, résistant à la fatigue, très résistant à la déchirure, présente un faible échauffement interne, résistant à l’abrasion, montre un effet amortisseur, excellente résistance au frottement et une très bonne adhérence.

 Mais il montre une faible résistance au vieillissement : oxydation et problème de gonflement dans les huiles et les solvants.

 APPLICATION Pneus d'automobile, bande de roulement, semelles de

chaussures, appuis des ponts, supports moteurs, amortisseurs automobile, ballon, gants, préservatifs.

1. CAOUTCHOUC NATUREL (NR)

2. POLYISOPRÈNE SYNTHÉTIQUE (IR)

Les polyisoprènes de synthèse ont une masse molaire plus faible que celle du caoutchouc naturel et une pureté plus grande que ce dernier (Comparaison faite avec la forme naturelle du caoutchouc), le polymère IR est plus facile à mettre en œuvre, sa tenue au vieillissement est un peu meilleure et sa résilience à 100 °C est meilleure.

Par contre les propriétés mécaniques sont revues à la baisse.

 Application Les pneus, bande de roulement, couvertures de balles de

golf, adhésif thermofusible.

2. POLYISOPRÈNE SYNTHÉTIQUE (IR)

3. POLYBUTADIÈNE STYRÈNE (SBR)

Le polybutadiène a l’avantage d’une très bonne tenue aux hautes et basses températures, ainsi qu’une forte résistance à l’abrasion et une bonne résilience.

Mais sa tenue aux solvants et aux huiles est faible. Il sert de renfort au polystyrène pour fabriquer le PS choc. Le BR trouve ses applications dans les patins de char, les feuilles anti-abrasion

et les pneumatiques ; comme il est utilisé en couplage avec le caoutchouc naturel ou en copolymérisation avec le styrène, dont plus de détails seront donnés ci-après.

Comparaison faite avec le caoutchouc naturel, ces copolymères synthétiques présentent les atouts d’une meilleure résistance à l’abrasion, à l’usure et à la déchirure, une meilleure tenue à basse température et une résistance au vieillissement un peu meilleure. Mais la résistance aux solvants et aux huiles est un peu faible.

Application Pneumatiques Tuyaux Courroies Bandes transporteuses Semelles de chaussures Défenses d’accostage de quai

3. POLYBUTADIÈNE STYRÈNE (SBR)

4. POLYBUTADIÈNE NITRILE ACRYLIQUE OU CAOUTCHOUC NITRILE

Les propriétés des NBR sont : La bonne résistance aux fluides non polaires croit avec la proportion

d’acrylonitrile Une tenue aux basses températures moyenne mais qui croit avec la

proportion du butadiène La tenue à l’ozone est affaiblie par le butadiène : ajouter au moins 30 %

de PVC au NBR pour l’améliorer Bonne imperméabilité aux gaz : surtout pour les NBR aux

pourcentages élevés en acrylonitrile Améliorer les résistances à la rupture, à l’abrasion et au déchirement

en ajoutant du noir de carbone comme charges. Ils sont mélangés avec les SBR pour les bandes de roulement

pneumatiques afin d'améliorer la résistance à l'abrasion et à l'usure. APPLICATION

Tubes de tuyaux pétroliers, tubes à essence, à gazole… Joint : canalisation de gaz, torique. Bandes transporteuses pour produits gras. Réservoirs d’avions.

4. POLYBUTADIÈNE NITRILE ACRYLIQUE OU CAOUTCHOUC NITRILE

5. POLYISOBUTYLÈNE (BUTYLE)

Les propriétés des NBR sont : Excellente imperméabilité aux gaz Résiste aux vieillissements physique et chimique : résiste aux

acides, aux bases et aux solvants oxygénés (cétones). Bonne adhérence aux fibres polyamides et polyesters Leur résilience est faible Bonne résistance à chaud et une bonne tenue à la chaleur Très bonne imperméabilité et résistance chimique Mauvaise tenue aux huiles Amortissement des vibrations basses fréquences  Les applications du butyle

Chambres à air, gomme intérieure des pneus Supports de carrosserie d'automobile Convoyeurs pour matières chaudes Enveloppe interne des pneumatiques Bouchons de flacons médicaux

5. POLYISOBUTYLÈNE (BUTYLE)

6. POLYCHLOROPRÈNE OU NÉOPRÈNE

Les propriétés des CR sont :  Une résistance élevée à l’abrasion et au déchirement Tenue au froid moyenne Tenue au vieillissement, aux intempéries élevée et à la chaleur (110 °C) Bonne tenue au feu Bonne résistance aux huiles Ignifuge Les applications du néoprène

bandes transporteuses ignifugées (mines de charbon), courroies. Revêtements de tuyaux industriels. Garnitures et joints d’étanchéité. gaines de câbles, fils. Combinaison de plongée Profilés (automobile, bâtiment) Revêtements intérieurs de réservoir chimique Tuyaux souples résistant à l'essence, aux graisses et huiles, aux solvants, à froid, à la

chaleur, aux solvants Tissus caoutchoutés (bâches, matelas, vêtements de protection). Adhésifs (industries du bâtiment, de la chaussure, du meuble et de l’automobile)

6. POLYCHLOROPRÈNE OU NÉOPRÈNE

7. EPDM

Résistent bien aux solvants polaires, aux acides et aux bases Bonne résistance à l’ozone et à l’eau Excellente tenue à la chaleur (160°C) Bonne tenue au froid Grande résistance à la lumière Grande capacité à accepter les charges et l’huile (jusqu’à 75%) [Le produit final pourra contenir 1/3 d’huile +1/2 de charge +1/6 de polymère] Résiste aux intempéries et à l'eau de mer Mauvaise tenue aux huiles Les solvants hydrocarbonés détériorent ces caoutchoucs Mauvaise adhérence APPLICATION

Joints : pare-brise, vitre, portières et extérieurs de la carrosserie. Tuyaux : circulation d’eau, durits chaude, vapeur, air comprimé, arrosage, radiateur,

freinage automobile, incendie, transport chimiques et hydraulique. Gaine de câble électrique Pièces de machines à laver Bandes transporteuses

7. EPDM

EXERCICE 1COMPLÉTEZ LE TABLEAU EN CLASSANT LES MATÉRIAUX SUIVANTS : POLYESTER INSATURÉE, SBR, NR , ABS, EPOXY, PA, PE, IIR, PVC, EPDM, PUR, POM, PP, AMINOPLASTE, PMMA, PHÉNOPLASTES, NBR, PTFE, PET, CR, PC, PS, IR.

Thermoplastiques Thermodurcissables Elastomères

DONNER UNE APPLICATION POUR CHAQUE MATÉRIAU :APPUI DE PONT, FERMETURE À GLISSIÈRE, BATEAU DE PLAISANCE, PORTE DE FOURS D’UN MICRO-ONDE, JOINT PORTIÈRE AUTOMOBILE, FILAMENT DE BROSSE À DENTS, SAC POUBELLE, MATELAS, PATIN DE CHAR, GOBELET, TUBE D’ADDUCTION D’EAU, BOITIER DE TÉLÉPHONE PORTABLE, BOUTEILLE , BOITE À CHARNIÈRE INTÉGRÉE, RAQUETTE DE TENNIS, COMBINAISON DE PLONGÉE, BOITIER DE CASSETTE VIDÉO.

Matériau Applications Propriétés

EPDM

PP

Epoxy

PA

PE

PVC

NR

PMMA

PC

PET

POM

Polyester

PUR

SBR

PS

CR

ABS

EXERCICE 3LA FIGURE SUIVANTE MONTRE DES APPLICATIONS CASQUE DE MOTO ET BÉCHER D’EAU. IDENTIFIER LES MATÉRIAUX CORRESPONDANTS (PP RIGIDE, PC, NÉOPRÈNE ET L’EPDM).

EXERCICE 4POUR CHAQUE APPLICATION, DÉTERMINER LE POLYMÈRE ADÉQUAT :

Application MatériauJoint de canalisation d’eau froide et chaude

Couches de protection contre la corrosion et les attaques chimiques

Micro engrenage

Tube d’adduction d’eau

combinaison de plongée

Poignée de casseroles

Revêtement anti-adhérent de poêle

CD

chambre à air

Matelas (mousse souple)

Enjoliveur de roues

Bouteilles d’eau

Joint de canalisation de produits pétroliers et de gaz

Raquette de tennis

Equerre de dessin

Capotage aspirateur

feuille antiabrasion

Bateau

Gobelet

Sieège de jardin

couvertures de balles de golf

Sac plastique

Fuû t

Gant

chapitre 6 Les Applications et propriétés des Thermoplastiques1. Le polyéthylène PE1. Le polyéthylène PE2. Le polypropylène PP2. Le polypropylène PP3. Le polystyrène PS3. Le polystyrène PS4. Le ACRYLONITRILE BUTADIENE STYRENE ABS4. Le ACRYLONITRILE BUTADIENE STYRENE ABS5. POLYMETHACRYLATE DE METHYLE PMMA5. POLYMETHACRYLATE DE METHYLE PMMA6. POLYETHYLENE TERAPHTALATE PET6. POLYETHYLENE TERAPHTALATE PET7. POLYAMIDE PA7. POLYAMIDE PA8. POLYCARBONATE PC8. POLYCARBONATE PC9. POLYTETRAFLUOROETHYLENE PTFE9. POLYTETRAFLUOROETHYLENE PTFE10. POLYCHLORURE DE VINYLE PVC10. POLYCHLORURE DE VINYLE PVC11. POLYOXYMETHYLENE POM11. POLYOXYMETHYLENE POMDiapo 241. Polyesters insaturés (UP)1. Polyesters insaturés (UP)2. Polyépoxyde (époxy)2. Polyépoxyde (époxy)3. Polyuréthane (PU)3. Polyuréthane (PU)3. Polyuréthane (PU)4. Phénoplaste (PF)4. Phénoplaste (PF)5. Aminoplastes (UF, MF)5. Aminoplastes (UF, MF)chapitre 6’’ Les Applications et propriétés des Caoutchoucs1. Caoutchouc naturel (NR)1. Caoutchouc naturel (NR)2. Polyisoprène synthétique (IR)2. Polyisoprène synthétique (IR)3. Polybutadiène styrène (SBR)3. Polybutadiène styrène (SBR)4. Polybutadiène nitrile acrylique ou caoutchouc nitrile4. Polybutadiène nitrile acrylique ou caoutchouc nitrile5. Polyisobutylène (butyle)5. Polyisobutylène (butyle)6. Polychloroprène ou néoprène6. Polychloroprène ou néoprène7. EPDM7. EPDMDiapo 51Diapo 52Diapo 53Diapo 54