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En matière de température d’utilisation, chaque polymère possède sa propre plage d’application sûre. Si les basses températures ne posent généralement pas de problème, des températures supérieures à 90 °C sont déjà critiques pour des matériaux comme le PP ou le POM. On peut dire que, pour les polymères techniques couramment utilisés (p. ex. PA66 ou PBT), 150 °C représente un seuil critique au-delà duquel une exposition continue doit être évaluée avec prudence.

L’exposition à des températures élevées doit être examinée avec soin : s’agit-il d’une condition continue ou d’un pic ponctuel, l’humidité ambiante ou d’autres attaques chimiques sont-elles également présentes, etc. Sur la base de ces évaluations, on choisira le polymère de base, le renfort et les stabilisations. Remarque : aucune modification du polymère ne peut altérer ses propriétés thermiques fondamentales, telles que la température de fusion ou la température de transition vitreuse.

Dans le cas d’un polymère amorphe (PS, PC, ABS, PSU, PES, PPSU, etc.), il est important que la température maximale d’utilisation soit au moins 20 à 30 °C en dessous de la température de transition vitreuse. Pour un semi-cristallin correctement moulé, surtout lorsqu’il est utilisé dans un compound renforcé, il est plus complexe d’établir une limite : il est préférable de se référer aux valeurs d’indice de température et de consulter des techniciens.

Dans le cas d’un polymère amorphe (PS, PC, ABS, PSU, PES, PPSU, etc.), il est important que la température maximale d’utilisation soit au moins 20 à 30 °C en dessous de la température de transition vitreuse. Pour un semi-cristallin correctement moulé, surtout lorsqu’il est utilisé dans un compound renforcé, il est plus complexe d’établir une limite : il est préférable de se référer aux valeurs d’indice de température et de consulter des techniciens.

Le dépassement de la température de transition vitreuse provoque le ramollissement de la partie amorphe toujours présente dans les polymères, y compris dans les semi-cristallins. Une exposition continue à des températures élevées peut accélérer les phénomènes de dégradation favorisés par l’oxygène de l’air (thermo-oxydation) ou par l’eau (hydrolyse). Les résultats les plus évidents ? Changements de couleur, mauvais aspect de surface, fragilisation, perte ou altération d’autres propriétés techniques.

La température de fléchissement sous charge (HDT) ou le point de ramollissement Vicat sont des essais techniques qui donnent une indication approximative des effets de la température sur les polymères. Toutefois, ils peuvent perdre de leur pertinence dans le cas d’essais réalisés sur des formulations plus complexes. Pour une conception plus rigoureuse, il est essentiel de disposer d’informations plus complètes, par exemple des courbes contrainte-déformation en fonction de la température ou des indices de température.

Pour décrire la capacité d’un matériau plastique à résister aux effets de la température dans le temps, divers systèmes d’évaluation ont été développés, tels que ceux décrits par la norme IEC60216 ou la norme UL746B. Il s’agit d’indices de température estimés au moyen de processus de conditionnement complexes et utilisés, par exemple, pour calculer l’espérance de vie des applications dans les secteurs électrique et électronique. Pour plus de détails, contactez nos techniciens.

La capacité à résister à la température est l’un des principaux paramètres utilisés pour déterminer les usages potentiels des polymères. Les matériaux plastiques deviennent plus coûteux à mesure que leur résistance à la chaleur augmente, mais la progression n’est pas linéaire, et une performance même légèrement supérieure peut entraîner une hausse de coût considérable. Pour cette raison, il est important de ne pas surestimer l’exposition réelle du matériau à la température, ni en continu ni en pic.

Grâce à des stabilisations appropriées, il est possible de prévenir et de retarder certains effets de dégradation des macromolécules du polymère que la chaleur favorise et accélère. Toutefois, il n’est pas possible de déplacer les températures caractéristiques du polymère liées à sa nature physico-chimique, à savoir la température de transition vitreuse et la température de fusion.

Il existe plusieurs polymères amorphes conçus pour une utilisation à des températures supérieures à 150 °C : le portefeuille de produits LATI propose PSU, PES et PPSU. Ce sont des matériaux extrêmement fiables, toujours transparents, avec une bonne résistance mécanique et chimique. Cependant, ce sont des matériaux très visqueux à l’état fondu, transparents mais avec des teintes ambrées variables, qui exigent une certaine attention lors de la phase de conception des produits et au moulage.

Les polyamides aromatiques (PPA) et le sulfure de polyphénylène (PPS) sont des polymères semi-cristallins généralement conçus pour une utilisation à des températures supérieures à 150 °C. Il existe de nombreux types de PPA et certains types de PPS, mais tous ont en commun une excellente résistance chimique et thermique. Les PPA sont très résistants mécaniquement et colorables ; le PPS est moins tenace, plus stable dimensionnellement, naturellement brun et présente une résistance au cheminement électrique plus faible que le PPA.

Des matériaux sophistiqués et coûteux comme le PPA, le PPS, le PPSU et le PEEK exigent un respect absolu des températures spécifiées pour le moule et la matière fondue. Une thermorégulation parfaite des moules est essentielle : ils doivent être chauffés comme indiqué dans les fiches techniques correspondantes, au moyen d’eau sous pression, d’huile diathermique ou de résistances électriques lorsque cela est recommandé. Il est également très important de respecter le temps de cycle, en particulier pour les matériaux semi-cristallins, ainsi qu’un temps de refroidissement adéquat avant l’extraction.

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