participants matériau

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Photo 1 : Pebax ® polyéther bloc amide - Arkema / photo 2 : 1,2,3 RF
LES PLASTIQUES SOUPLES :
POINT SUR LES DERNIÈRES
INNOVATIONS ET SUR LA DIVERSITÉ
DES APPLICATIONS
DOMINIQUE APPERT, Centre de Formation de la Plasturgie // L’Innov’Day sur le thème des Plastiques
Souples, organisée par le Centre de Formation de la Plasturgie (CFP) et l’ARDI Rhône-Alpes,
s’est déroulée le 27 septembre 2012 à Lyon. L’objectif de cette journée était de faire un point sur
les innovations dans le domaine des élastomères thermoplastiques et de montrer des applications
pour des marchés très divers. Une centaine de personnes a participé à cette Innov’Day.

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BASF polyuréthane : TPU HFFR gainage de câbles
comportement à l’ozone, aux huiles, aux
hydrocarbures aliphatiques et au froid. Les
TPA ont de bonnes propriétés mécaniques
en statique et dynamique, une ténacité
élevée, une bonne résistance à l’abrasion,
aux flexions répétées et au froid. Par
contre leur prix les destine à des applications
spécifiques.
Concernant les mélanges physiques de
deux polymères, ils sont composés d’une
matrice thermoplastique rigide dans
laquelle sont dispersées des fines particules
d’élastomères qui sont vulcanisées
(TPV) ou non-vulcanisées (TPO).
Le mélange se fait sous de forts taux de
cisaillement dans un mélangeur interne ou
une extrudeuse bi-vis. On trouve dans la
gamme des TPO des matériaux à base de
polypropylène pour la matrice rigide et de
particules d’EPDM non vulcanisé.
Ces matériaux présentent une bonne résistance
à l’oxydation et aux conditions atmosphériques
mais une mauvaise résistance
aux huiles et solvants aliphatiques et
polaires.
Dans la catégorie des TPV, on retrouve
également des matériaux à base de polypropylène
pour la matrice rigide, en
mélange avec des particules d’EPDM, de
NBR, de silicone, d’acrylate d’éthylène, de
polyacrylate ou de SEBS vulcanisées. Les
TPV possèdent une bonne résistance au
vieillissement et un bon comportement à la
fatigue dynamique.
Guy Chrétien a conclu sa présentation en
mentionnant des projets de R&D au niveau
européen visant la mise sur le marché de
matières souples associant des thermoplastiques
et des déchets de caoutchouc
broyés. L’objectif serait de mettre au point
des matrices associant des matières plastiques
issues du recyclage (PE, PP) et des
poudrettes ou granulats de caoutchouc
issus de pièces en fin de vie.
La réalisation de prototypes en matériaux
souples
Yvon GALLET, PDG, INITIAL
Yvon Gallet de l’entreprise Initial a présenté
brièvement son activité dans le prototypage
rapide et les possibilités en matériaux
souples. L’entreprise dispose de différentes
technologies pour réaliser des
pièces prototypes (digitalisation 3D, stéréolithographie,
duplication sous vide,
dépose de fil ABS, frittage de poudre, …).
Initial possède notamment une machine
d’impression 3D multimatériaux qui permet
de réaliser des pièces multimatériaux avec
la possibilité d’associer des matériaux
souples et des matériaux rigides dans une
même pièce, avec une très bonne résolution.
Des duretés de 40 à 90 shore A peuvent
être obtenues.
Les TPU, une chimie souple pour fabriquer
des thermoplastiques à hautes performances
Henri SAUTEL, General Manager, SETUP
Performance
L’entreprise SETUP Performance développe
des nouveaux matériaux polymères
par extrusion réactive. Henri Sautel a présenté
les possibilités de l’extrusion réactive
dans l’élaboration des polyuréthannes
thermoplastiques (TPU). Ces matériaux
sont obtenus en mélangeant trois composants
: l’isocyanate (aromatique ou aliphatique),
le polyol (ester, éther ou carbonate)
et l’allongeur de chaine (BDO, HQEE, PDO,
EHD). Le choix de l’isocyanate détermine
une partie des propriétés du TPU.
L’isocyanate aromatique apporte une stabilité
chimique et une bonne résistance
mécanique tandis que l’isocyanate aliphatique
amène une stabilité optique avec une
bonne résistance aux UV et une transparence
accrue. Le choix du polyol va avoir
une influence sur la tenue en température,
à l’hydrolyse et les propriétés mécaniques.
Le procédé d’extrusion réactive permet
d’obtenir le TPU en une seule étape
contrairement au procédé batch qui
nécessite deux étapes. Les TPU obtenus
présentent des duretés allant de 65 Shore
A à 65 Shore D, des propriétés mécaniques
de rupture pouvant atteindre 60MPa, un
allongement jusqu’à 800%, une résistance
à l’abrasion parmi les meilleures, une
résistance chimique accrue et un retour
élastique équivalent aux matières thermodurcissables.
Pour un TPU polyester, on obtient une augmentation
du module avec l’augmentation
du taux de segments rigides. Par contre, la
contrainte à la rupture est indépendante
du taux de segments rigides.
Le marché des TPU représente 130 000 T
en Europe et 450 000 T dans le monde avec
une croissance de 5 à 10% par an.
Concernant les perspectives d’avenir,
SETUP Performance a développé une
technologie de réticulation des TPU pour
améliorer leurs propriétés et notamment la
tenue thermique.
Par ailleurs, la toxicité importante des isocyanates
favorise la recherche d’une autre
chimie basée sur des carbonates pour la
synthèse des TPU.
Plastilien • Décembre • n°93

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Photos sur cette page : Arkema : Pebax® : Catethers médicaux et ballons pour angioplastie
Le COPEC ® est un élastomère copolyester
apportant des propriétés de surface par
surmoulage sur des ABS/PC. Il présente
une excellente adhésion sur ABS, PC,
ABS/PC et apporte une surface douce et
soyeuse avec une très bonne résistance à
la sueur, à la crème solaire et à l’huile
d’olive. Il trouve des applications dans les
appareils électroniques (souris d’ordinateurs,
consoles de jeu, téléphones portables)
et dans les équipements industriels
et les appareils de mesures.
Applications médicales
Derk ELFRINK, Consultant, WITTENBURG
L’entreprise Wittenburg propose des TPE
pour des applications médicales. Il s’agit
de tri-blockcopolymère à base de styrène.
Ces matériaux sont notamment utilisés
pour faire des films ou des tubes pour le
médical (tube et poche de dialyse, poche
de transfusion, emballage pour substances
actives…). Ils trouvent également
des applications en remplacement des
caoutchoucs silicones. L’entreprise propose
également des grades anti-bactériens
à base d’argent.
Les élastomères thermoplastiques pour
les secteurs du Médical & de la
Construction
Pascal GRUYER, Commercial Manager,
ELASTO-MULLER France
L’entreprise Elasto est la division compound
du groupe Hexpol. Pascal Gruyer a
présenté un nouveau TPE hydrophile
développé pour des applications d’étanchéité
dans le bâtiment. Il s’agit d’une
gamme de TPE à base de SEBS qui
contient des additifs hydrophiles introduit
lors du compoundage. Ces matériaux gonflent
au contact de l’eau par absorption du
liquide et reviennent à leur forme d’origine
en l’absence d’eau. Un taux d’expansion
dans les trois dimensions jusqu’à 100%
peut être obtenu.
Le gonflement du matériau en présence
d’eau se fait sur un cycle composé d’une
expansion du matériau observée sur 4
jours puis d’un plateau jusqu’à 7 jours
suivi d’une diminution de l’expansion
jusqu’à 18 jours avant d’arriver à une stabilisation.
Le taux de sels présent dans
l’eau a un impact sur le gonflement du
matériau. Avec 3% de sel, on n’observe
pas de diminution du gonflement au bout
de 7 jours.
Un autre TPE, nommé Medriprene ® et
développé pour des applications médicales
a été présenté par M. Gruyer. Il est
destiné au joint de seringue à usage
unique en remplacement des caoutchoucs
buthyl. Il présente une gamme de
dureté de 45 à 60 Shore A et peut être
coloré.
Elastomères thermoplastiques durables
de type TPO et TPS à faible empreinte
environnementale et performances
conservées
Cyril MARQUET, Coordinateur Distributeur,
CTS Compound Technology Services
CTS est une entreprise spécialisée dans le
compoundage de TPE et PVC pour les
marchés de l’automobile et du bâtiment.
Cyril Marquet a présenté un nouveau TPE,
nommé Tefabloc ® , développé en partenariat
avec Roquette et présentant un faible
impact environnemental.
Plastilien • Décembre • n°93

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Sylvain Boucard a présenté les élastomères
sur base silicone réticulé. Le silicone
ou polydiméthylsiloxane est constitué
en son squelette de l’alternance de
silicium et d’oxygène, avec 2 groupes
méthyl sur chaque silicium. Les principales
caractéristiques du silicone sont :
- une grande flexibilité de la molécule due
à sa forme en spirale, même à basse température,
- une réticulation possible grâce à la facilité
d’extraction des groupes méthyl permettant
d’introduire une double liaison,
- une tenue à haute température du fait de
la forte liaison SI-0,
- une très faible énergie de surface utilisée
dans les applications de collage repositionnable,
- une grande perméabilité (vapeur d’eau,
oxygène ou molécule active) intéressante
pour les applications de pansements respirant
ou de supports délivrant un médicament.
Pour pallier au problème de mise en
œuvre du silicone (thermodurcissable),
Multibase a eu l’idée d’introduire le silicone
dans une matrice thermoplastique
par un procédé de mélangeage ou d’extrusion
réactive, et ainsi d’apporter au
matériau les propriétés intrinsèques des
silicones.
Quelques pourcents ou dizaines de pourcents
de silicone selon les cas permettent
de réduire le coefficient de friction des
SEBS reconnus comme plutôt rugueux ou
des PA chargés fibres de verre, permettent
d’améliorer les performances à la
rayure de TPU, permettent d’apporter un
toucher soyeux, de modifier la polarité de
surface ou d’améliorer la dispersion d’une
charge, etc. tout en étant stable thermiquement
et en présentant une bonne
tenue aux UV.
TPE copolyester / caoutchouc vulcanisé
résistant aux huiles et à la chaleur
Johny BROSSARD, Responsable
Commercial France, KRAIBURG TPE
La Société Kraiburg a développé une nouvelle
gamme de TPE nommée Hipex ® qui
associe résistance à l’huile et tenue en
température pour répondre en particulier
aux cahiers des charges des secteurs
automobile et industrie.
Johny Brossard a présenté ces nouveaux
élastomères thermoplastiques à phase
caoutchouc vulcanisé. Ces matériaux ont
une température d’utilisation qui s’étend
de – 35°C à + 170°C avec un taux gonflement
dans l’huile de 25% selon la norme
IRM 903, propriétés semblables à celles
des caoutchoucs, l’intérêt étant par rapport
aux caoutchoucs la facilité de mise
en œuvre des thermoplastiques (productivité,
recyclabilité, …).
Lorsque ces TPE sont à la fois soumis à
haute température et immergés dans
l’huile, on observe dans les 24 heures une
prise de poids et de volume du matériau
avec une diminution de la dureté mais qui
restent stables ensuite, ces évolutions de
départ restant très modérées pour les
références 70 shore A (de 3 à 6 % selon la
caractéristique).
Lorsque ces TPE sont soumis seulement à
haute température, on n’observe quasiment
pas de modifications de propriétés
mécaniques, hormis une augmentation de
la résistance en traction pour les références
80 shore A. Concernant la DRC
(compression set) à 125°C, elle reste pour
cette gamme de matériaux bien en dessous
de celle des autres élastomères de
type TPS ou TPV.