PropriÃ©tÃ©s Ã court terme - Solvay Plastics

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Tenue à l’hydrolyse Résistance à l’environnement Tenue à l’hydrolyse La tenue à l’hydrolyse peut être définie comme la résistance à l’hydrolyse, ou à l’attaque par l’eau. La tenue à l’hydrolyse est un aspect de la résistance chimique. Elle est particulièrement importante car l’eau est omniprésente et extrêmement agressive envers de nombreux polymères. L’immersion dans l’eau bouillante permet de tester rapidement la tenue à l’hydrolyse. Comme le montre le tableau 25, les polysulfones possèdent une excellente résistance à l’hydrolyse. Parmi tous les polysulfones, le polyphénylsulfone RADEL R offre des performances exceptionnelles. La tenue à l’hydrolyse est très importante pour des applications impliquant la manipulation de fluides et une étude des effets à plus long <strong>terme</strong> de l’exposition prolongée du polyphénylsulfone RADEL R-5000 et du mélange de polyphénylsulfone ACUDEL 22000 à l’eau chaude a été menée. On a déterminé les propriétés mécaniques des deux résines telles quelles après moulage. Des échantillons moulés dans ces matériaux ont été exposés à l’eau à 60 °C et à 90 °C pendant des périodes de temps allant jusqu’à 8 000 heures (333 jours). Après exposition, les propriétés mécaniques de ces échantillons ont été testées. On a calculé le pourcentage de rétention de chaque propriété en divisant la valeur finale par la valeur avant exposition et en multipliant par 100. Les résultats de cette étude sont récapitulés au tableau 26. De façon générale, ni les propriétés de RADEL R-5000 ni celles de ACUDEL 22000 n’ont été affectées par l’exposition à l’eau chaude. Seule la propriété d’allongement à la rupture a montré une perte significative qui pourrait être interprétée comme signe de fragilisation. Toutefois, les essais de tenue aux chocs montrent que celle-ci se maintient et qu’en pratique, la rigidité n’est pas affectée. Stérilisation à la vapeur Les autoclaves à vapeur restent le principal moyen de stérilisation des instruments médicaux ; la résistance à la stérilisation vapeur est donc une propriété importante pour les matériaux utilisés dans ce domaine. Pour évaluer cette propriété de façon cohérente avec le mode d’utilisation, de la morpholine a été ajoutée à la vapeur de manière à simuler la présence d’additifs typiques habituellement présents dans l’eau de chaudière. Les échantillons sont ensuite sollicités à la manière d’une poutre en porte-à-faux, où la fibre externe subit une contrainte de 6,9 MPa, et ce afin de simuler les contraintes résiduelles ou les contraintes internes liées au moulage et que l’on trouve communément dans la plupart des composants. Les essais ont été effectués dans un autoclave avec de la vapeur à 0,18 MPa et une température de 132 °C. La vapeur contient de la morpholine en concentration 50 ppm. Pour les échantillons, on a utilisé des barreaux moulés de dimensions 127 x 13 x 3 mm. Les résultats de cette évaluation sont indiqués au tableau 27. Tableau 25 Tenue à l’eau bouillante Conservation des propriétés après 10 jours, % Résine Contrainte en traction Allongement en traction UDEL 113 21 RADEL A 94 8 RADEL R 99 105 Tableau 26 Effets de l’exposition prolongée à l’eau chaude ACUDEL 22000 RADEL R-5000 Conservation de propriété après 16 000 h, % 60 °C 90 °C 60 °C 90 °C Contrainte en traction 100,0 104,7 97,2 99,9 Module d’élasticité en traction 90,2 91,9 95,7 94,1 Allongement à la limite élastique 92,5 85,0 92,5 85,0 Allongement à la rupture 56,9 34,7 100,8 30,9 Contrainte à la rupture en flexion 100,9 105,5 102,0 105,3 Module d’élasticité en flexion 108,2 111,6 103,9 106,0 Izod entaillé 64,3 53,6 100,8 117,6 Impact de chute instrumenté 112,9 114,5 102,9 102,9 Tableau 27 Résistance en autoclave à vapeur Résine Nombre de cycles avant fissuration Nombre de cycles avant rupture UDEL 80 150 RADEL A 100 275 RADEL R >1 000* >1 000* * Test interrompu après 1 000 cycles, sans fissuration ni rupture. <strong>Solvay</strong> Advanced Polymers, L.L.C. – 26 –
Résistance à l’environnement Résistance chimique En général, les résines polysulfone ont une assez bonne résistance chimique, surtout aux milieux aqueux. Le tableau 28 donne des indications d’ordre général sur la résistance chimique relative à plusieurs réactifs courants. Les résines de la famille des polysulfones ainsi que la résine polyétherimide montrent une excellente résistance aux acides en solution aqueuse. Les polysulfones résistent aussi aux solutions caustiques aqueuses qui attaquent fortement le polyétherimide. Le polyphénylsulfone RADEL R démontre également une excellente résistance à l’eau chlorée aux températures élevées. Malgré une exposition à un environnement d’eau recyclée à 90 °C contenant 5 ppm de chlore pendant 1,500 heures, il n’y a eu aucune réduction de la contrainte à la rupture de la résine ni du poids des barreaux échantillons. Lors d’essais du même type, d’autres résines techniques telles que le polyamide-6,6 et un polycétone aliphatique ont subi des pertes de poids substantielles. Certains hydrocarbures chlorés sont des solvants des polysulfones et du polyétherimide et d’autres peuvent causer des fissurations sous contrainte à des degrés divers. De façon générale, cette classe de produits chimiques est incompatible avec ces résines. C’est toutefois le polyphénylsulfone RADEL R qui offre la meilleure résistance. Résistance chimique Les solvants aromatiques et les solvants oxygénés, comme les cétones et les esters, peuvent causer des fissurations sous contrainte à la fois dans les polysulfones et dans le polyétherimide. Parmi ce groupe de résines, c’est le polyphénylsulfone RADEL R qui manifeste la meilleure résistance. Les grades renforcés verre de RADEL R conviennent souvent à ce genre d’environnement sans souffrir de fissuration sous contrainte. Tableau 28 Résistance chimique – Tableau général* Réactif Polysulfone UDEL Polyéthersulfone RADEL A Polyphénylsulfone RADEL R ACUDEL 25000/35000 PEI Acide acétique (20 %) E E E E E Acide chlorhydrique (20 %) E E E E E Acide sulfurique (20 %) E E E E E Benzène M M AB AB M Éthanol B E E E E Éther monoéthylique d’éthylène-glycol 2 M M B AB AB Hydroxyde de sodium (10 %) E E E E M Iso-octane B E E E E Méthyléthylcétone M M M M AB n-Butane B E E E E Tétrachlorure de carbone M B/E E B E Toluène M M AB AB M Trichloroéthane-1,1,1 M M B AB AB Exposition – Immersion pendant sept jours à température ambiante. * Critères de sélection E Excellente Peu ou pas d’effet B Bonne Pas de perte significative des propriétés AB Assez bonne Quelques effets négatifs, quelques propriétés utiles maintenues M Médiocre Attaque importante ou rupture – 27 – Guide de conception des résines RADEL
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