Caracteristiques et choix des materiaux - TS - MediaMef

Les caractéristiques des polymères découlent de leur structure atomique et notamment de
l’existence de chaînes réticulées.
Certaines familles de polymères présentent à la fois les caractéristiques des
thermodurcissables et des thermoplastiques, comme le polyuréthane ou le polyimide.
La densité est globalement comprise entre 0,9 et 2 pour les thermoplastiques et 1,1 et 2
pour les thermodurcissables, leur résistance à la traction (Mpa), entre 20 et 800 (composites/fibres
longues), leur module (Gpa) entre 1 et 100 (UD HM).
Leur prix massique est élevé (10 F/Kg pour les PP - PVC à plus de 100 F/Kg pour les PEEK -
EP/carbone).
Les caractéristiques des polymères se dégradent quand la température s’élève. Il existe une,
ou des températures de transition de phase qui correspondent à des changements d’arrangement
moléculaire: les caractéristiques sont alors sensiblement modifiées.
102
1
10-2
E Mpa
Tg
atactique (réticulé)
100 150 200 250°C
Tg: température de transition vitreuse pour laquelle la viscoélasticité décroît fortement
réticulation: polymérisation en blocs 3 dimensions augmentant la rigidité
25
isotactique (cristallisé)
atactique (non réticulé)
Figure 6: E du polystyrène en fonction de la température
Pour les applications à haute température ( température en service continu >150°C), on choisit
souvent les thermoplastiques cristallins (PPS, PEEK, PEK..) ou amorphes (PES, PEI..)
La température d’utilisation continue des PES est de 190°C.
Elle est de 180°C pour les PEI.
Pour les matériaux cristallins
- Les PPS ont une température de fusion de 275°C. Les températures de transition sont de
112, 263 et 180°C.
- Les PEEK fondent à 334°C et les transitions se passent à 142, 315 et 250°C.
- Les PEK fondent à 365°C et les transitions sont à 156 et 357°C.
Outre le problème de la température, certains polymères vieillissent sous l’action des UV par
rupture des liaisons C=O, C=C, C-H, O-H, en atmosphère avec O2 ou O3 par attaque lente