PropriÃ©tÃ©s Ã court terme - Solvay Plastics

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Température de fléchissement sous charge Des trois polysulfones, le polyéthersulfone RADEL A présente le module initial le plus élevé ainsi que le module le plus élevé à haute température. La figure 37 montre que l’ajout de fibre de verre au RADEL A permet de maintenir un module d’élasticité en flexion. Effets de la température sur la contrainte en traction Lorsqu’un matériau perd de sa rigidité à cause de l’élévation de la température ambiante, il perd également sa résistance. La figure 38 montre l’effet de la température sur la contrainte en traction des polysulfones purs et la figure 39 présente cette information pour le RADEL A renforcé verre. Température de fléchissement sous charge La température de fléchissement sous charge selon la méthode ASTM D648, constitue une mesure de la capacité thermique à court terme. Au cours de cet essai, un barreau de 127 mm de long est placé sur des supports éloignés de 102 mm l’un de l’autre. On applique au barreau une charge de 0,45 MPa ou de 1,8 MPa. On surveille la déformation verticale tandis que la température augmente à une vitesse déterminée. Lorsque la déformation verticale atteint le point limite spécifié de 0,25 mm, la température est relevée et considérée comme la température de fléchissement (également appelée température de fléchissement sous charge). Cet essai mesure véritablement la température à laquelle le module de flexion atteint une valeur d’environ 240 MPa sous une contrainte de 0,45 MPa ou 965 MPa sous une contrainte de 1,8 MPa. Variables d’essai Certains paramètres d’essai peuvent influer de façon significative sur les résultats ; le concepteur doit donc être conscient de leurs effets. Ces paramètres sont l’épaisseur de l’échantillon et ses antécédents en matière thermique. Pour cet essai, les échantillons sont des barreaux de section rectangulaire moulés par injection, d’épaisseur 3,2 mm ou 6,4 mm. L’essai peut être effectué sur l’échantillon moulé tel quel ou après un traitement thermique ou recuit. Le recuit doit être effectué pendant une heure à 170 °C pour le polysulfone UDEL ou à 200 °C pour les résines RADEL A ou RADEL R. Les conditions du moulage affectent les niveaux des contraintes générées pendant celui-ci, et par conséquent la température de fléchissement apparente des barreaux utilisés tels quels. Le recuit réduit les contraintes internes liées au moulage et permet l’augmentation de la température de fléchissement. L’écart entre les températures de fléchissement des échantillons tels quels et recuits est fonction des contraintes internes liées au moulage, celles-ci étant généralement plus élevées lorsqu’un échantillon plus mince est utilisé. Comme la température de fléchissement varie avec les contraintes internes liées au moulage, on utilise souvent le recuit pour permettre d’en obtenir une valeur plus reproductible. La valeur après recuit est une meilleure indication de la capacité thermique d’une résine que la valeur au moulage. Les effets du recuit et de l’épaisseur des échantillons sont nettement plus visibles avec les résines pures. Les résultats obtenus avec des résines renforcées verre sont moins affectés par ces variables. Comparaison des températures de fléchissement Le polyéthersulfone RADEL A et le polyphénylsulfone RADEL R offrent tous deux une capacité thermique améliorée par rapport au polysulfone UDEL. Le tableau 16 présente les données des températures de fléchissement des RADEL A et R purs et des résines ACUDEL ; pour le RADEL A renforcé verre, aux deux niveaux de contrainte, pour une épaisseur de barreau de 3,2 mm après recuit. La figure 40 compare les températures de fléchissement du polysulfone UDEL pur, du polyéthersulfone RADEL A, du polyphénylsulfone RADEL R, et des mélanges de polyphénylsulfone ACUDEL. Les résines RADEL ont toutes deux des températures de fléchissement d’environ 30 °C plus élevées que le polysulfone. La température de fléchissement du polyphénylsulfone RADEL R est supérieure d’environ 3 °C à celle du polyéthersulfone RADEL A. Tableau 16 Température de fléchissement sous charge des résines et mélanges RADEL Contrainte, MPa 0,45 1,82 Grade RADEL °F °C °F °C A-100, A-200A, A-300A 417 214 399 204 AG-320, AG-220 424 218 417 214 AG-330, AG-230 428 220 420 216 AG-340 405 207 AG-360 415 201 R-5000 417 214 405 207 RG-5030 410 210 Grade ACUDEL °F °C °F °C 22000 387 197 25000, 35000 405 207 Figure 40 Température de fléchissement sous charge des résines pures Température de fléchissement sous charge, °F à 1,8 MPa Température de fléchissement sous charge °C Solvay Advanced Polymers, L.L.C. – 20 –
Propriétés thermiques Coefficient de dilatation thermique Avec l’augmentation de la température, la plupart des matériaux se dilatent. L’amplitude de la dilatation est donnée comme ci-dessous : L L 0 T L0 est la longueur originale et L et T sont respectivement les variations de la longueur et de la température. Le coefficient de dilatation thermique linéique () a été mesuré selon la méthode ASTM D696. Les coefficients de dilatation thermique linéique des polyéthersulfone RADEL A, polyphénylsulfone RADEL R, et de quelques métaux courants sont donnés au tableau 17. Des contraintes thermiques seront induites dans les montages comprenant des matériaux dont les coefficients de dilatation diffèrent. Les valeurs indiquées dans le tableau 17 doivent permettre à l’ingénieur de calculer l’importance de toutes les contraintes développées par la dilatation thermique. Tableau 17 Coefficient de dilatation thermique linéique * Matériau in/in°F m/m°C RADEL A 27 49 RADEL AG-210/310 20 36 RADEL AG-220/320 17 31 RADEL AG-230/330 17 31 RADEL AG-340 23 41 RADEL AG-360 11 20 RADEL R 31 56 RADEL RG-5030 10 18 ACUDEL 22000 35 63 ACUDEL 25000 33 59 ACUDEL 35000 33 59 Alliage de zinc coulé sous pression 15 27 Alliage d’aluminium coulé sous 14 25 pression Acier inoxydable 10 18 Acier au carbone 8 14 * Mesuré dans le sens du flux Conductivité thermique Les polymères sont généralement de mauvais conducteurs de chaleur. Cette caractéristique est recherchée pour de nombreuses applications car le polymère assure ainsi une certaine isolation thermique. Le tableau 18 indique les conductivités thermiques relatives, mesurées par la méthode ASTM E1530, des résines techniques RADEL et UDEL, ainsi que de certains autres matériaux courants. Tableau 18 Conductivité thermique Coefficient de dilatation thermique Conductivité thermique Matériau Btu-in/hrft 2 F (W/mK) UDEL 1,80 0,26 RADEL A 1,66 0,24 RADEL AG-230/330 2,08 0,30 RADEL R 2,08 0,30 ACUDEL 22000 1,66 0,24 ACUDEL 25000/35000 1,66 0,24 Acier inoxydable 140–250 20–36 Carbone 36–60 5–9 Bois (panneau de particules) 12 1,7 Caoutchouc 1,00 0,14 Chaleur spécifique La chaleur spécifique est définie comme la quantité de chaleur nécessaire pour accroître d’un degré la température d’une unité de masse. Cette propriété a été mesurée par la méthode d’essais ASTM E1269. La figure 41 montre que la chaleur spécifique des résines RADEL A et R est fonction de la température, et que la chaleur spécifique change de façon significative à la température de transition vitreuse. La chaleur spécifique des mélanges de polyphénylsulfone ACUDEL change également avec la température, mais étant donné qu’il s’agit d’un mélange, ce changement est plus graduel. Figure 41 Chaleur spécifique Chaleur spécifique, cal/g-°C , , , , , , , Température, Température, Comportement au feu UL 94 Les résines RADEL A pures sont homologuées 94 V-0 pour des échantillons d’épaisseur 1,6 mm. Les grades renforcés verre sont homologués 94 V-0 pour des échantillons d’épaisseur 0,8 mm. Les grades de RADEL R R-5000, R-5100 et R-5500 sont tous homologués 94 V-0 pour des échantillons d’épaisseur 0,8 mm. Chaleur spécifique J/kg-K – 21 – Guide de conception des résines RADEL
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