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Miniaturisation, intégration de fonctions, connectivité.
Ce sont là quelques-unes des grandes tendances que l'on observe aujourd'hui dans pratiquement tous les secteurs industriels. Les exigences du développement durable poussent vers l’innovation, à la recherche d’une efficacité énergétique optimale. Nombreuses sont les applications qui exigent des matériaux fiables permettant de relever des défis de plus en plus ambitieux dans les domaines tels que :
Quelles sont les exigences communes à tous ces secteurs d’activité ?
Très certainement, l’exposition à des températures élevées, c'est-à-dire au moins 150°C en continu. S’agissant bien souvent d’applications pour le remplacement métal, une excellente résistance mécanique est exigée avec l’assurance de maintenir des performances dans le temps et dans des environnements chimiques agressifs ou d’humidité importante.
Des exigences toujours plus contraignantes, même pour les polymères techniques, qui doivent aussi satisfaire à des conditions de mise en œuvre simple et des considérations économiques compétitives.
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LATI propose déjà de nombreux compounds sur la base de polymères à hautes températures : du PPS, gamme LARTON au PEEK, gamme LARPEEK mais aussi la famille des polysulfones LASULF et LAPEX. Les polyamides aromatiques (polyphtalamides ou PPA) de la gamme LARAMID offrent un plus large panel d’utilisation. Il s'agit de résines résistantes à la chaleur, utilisées comme matrices pour la formulation de compounds alliant résistance mécanique, excellentes propriétés électriques, inertie chimique, ignifugation et aussi colorabilité. La famille LARAMID compte désormais un nouveau polymère de base, le PA9T, qui présente des caractéristiques remarquables et d’une grande polyvalence d’emploi. Voyons plus en détail la gamme LARAMID T.
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Les propriétés des résines PPA dépendent principalement des monomères de base. Les parties aliphatiques et aromatiques de la macromolécule déterminent le comportement du polymère final. Il s’agit par exemple de sa capacité d’absorption d'humidité, sa résistance à la chaleur, sa température de fusion et par conséquent aussi les paramètres de transformation. Dans le cas du PA9T, l'unité monomère est constituée d’une longue séquence aliphatique (en bleu sur le schéma) qui sépare les unités aromatiques. Cette particularité rend le polymère final moins hygroscopique que les autres polyamides et contribue en même temps à une plus grande résilience, un meilleur aspect de surface et aussi une plus grande stabilité dimensionnelle.
En final, avec la gamme LARAMID T, LATI propose des matières aux caractéristiques typiques des PPA, mais encore plus résistantes, à moindre reprise d'humidité ambiante et mieux disposées au moulage de géométries complexes à parois minces avec des tolérances dimensionnelles serrées.
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Grâce à sa température de transition vitreuse proche de 130°C, le LARAMID T compte parmi les résines les plus appropriées aux applications supportant l’accumulation importante de chaleur. Sa température de fusion entre 290 et 310°C permet une plage de transformation similaire à celles des autres PPA ou PPS. Ces excellentes propriétés liées à la stabilité thermique des chaînes moléculaires permettent aux LARAMID T de supporter des températures d'utilisation continue jusqu'à 160°C ; jusqu’à 100°C, ils ne présentent pas de réelles réductions de leurs performances mécaniques.
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Contrairement aux autres PPA, le polymère de base du LARAMID T offre des propriétés mécaniques significatives même dans les formulations sans charges ni renforts. Mais bien évidemment, Il existe des versions renforcées fibres de verre ou de carbone pour répondre aux applications structurelles les plus exigeantes. Des compounds jusqu’à 60% de fibres de verre, mais aussi des fibres de carbone à haute ténacité ou à très haut module de 30 à 40% en masse. Comparativement à des produits similaires à très haut module élastique et valeurs de contrainte, les LARAMID T présentent un allongement à la rupture bien meilleur. Ces compounds sont donc très rigides mais aussi très résistants à la fois, capables de supporter des contraintes mécaniques importantes, même à proximité de défauts ; Cela permet d’augmenter la durée de vie des pièces exposées à des sollicitations cycliques ou de chocs par exemple.
Les LARAMID T G/50, G/60 et K/35 sont donc des compounds offrant des performances mécaniques remarquables, sous conditions de fatigue, de fluage, de relaxation, de chocs ou de vibrations. Le taux élevé de cristallinité du polymère, assure un comportement mécanique stable de la matière sous l’influence de la température, selon les courbes de contrainte-déformation illustrées ci-après.
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Tous les PPA présentent une excellente résistance chimique aux substances organiques, comme les huiles, les solvants, les graisses et les hydrocarbures. Selon la concentration d’emploi et la température, ces résines sont également capables de résister à la plupart des agents inorganiques très agressifs, tels que les acides, les alcalis et les oxydants.
Une caractéristique importante du polymère PA9Test leur résistance élevée à l'hydrolyse; Sa faible absorption d'humidité (parmi tous les PPA), permet aux compounds LARAMID T d’être particulièrement adaptés au contact direct de l'eau chaude, de la vapeur, des solutions salines ou autres agents désinfectants.
Globalement, le phénomène d’hydrolyse à l'eau chaude n’affecte que très légèrement les propriétés mécaniques comparées aux autres résines anhygroscopiques comme le PPS. Le taux d’humidité à l'équilibre dans l'air (25°C, RH 50%) reste inférieur à 0,5%. L’emploi dans les environnements de travail très humides demeure donc possible, par exemple dans les pays d’Asie ou pour des applications sous capot moteur du secteur automobile.
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La transformation des compounds LARAMID T ne nécessite pas d'équipements ou de conditions particulières comparativement aux autres PPA.
L’étuvage des granulés est bien entendu toujours nécessaire ; une température de plastification légèrement supérieure à 300°C ; Des moules chauds et régulés à 130°C, soit 20 à 30°C de moins que les résines techniques similaires.
Le polymère PA9T présente un retrait différentiel très faible permettant ainsi des géométries complexes, même avec des renforts fibres de verre ou de carbone.
Sa fluidité élevée permet également le remplissage de cavités à parois minces sans autres contraintes sur les conditions de moulage. En final, les pièces présentent une excellente esthétique en sortie de moulage.
Stabilité dimensionnelle, facilité de transformation et aspect des pièces moulées sont des caractéristiques précieuses de ce polymère.
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La gamme LARAMID T sur base polymère PA9T de LATI propose déjà plusieurs compounds sur le marché, mais aussi encore d’autres en cours de développement.
Pour plus d’informations ou de précisions, contactez l’équipe commerciale LATI.
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