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NOTE DE L'ÉDITEUR
La norme ISO 2555 de février 1989 citée dans cet article a été remplacée par la norme ISO 2555 "Plastiques - Résines à l'état liquide ou en émulsions ou dispersions - Détermination de
la viscosité apparente par la méthode du viscomètre rotatif de type à un cylindre" Révision 2018
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1805 (juin 2018).
RÉSUMÉ
Les résines de polyesters insaturés sont utilisées essentiellement pour la fabrication de moulages dans le bâtiment. Obtenues par polycondensation d’un ou de plusieurs diacides avec un ou plusieurs glycols, elles sont livrées aux transformateurs sous forme liquide après dissolution du prépolymère polyester insaturé dans un diluant réactif copolymérisable. La copolymérisation finale de la résine la transforme en un objet thermodurci. Cet article décrit la préparation, les propriétés, le contrôle, la caractérisation et la mise en œuvre des polyesters insaturés. Pour finir, est abordé le traitement des déchets composites thermodurcissables, notamment sous l’aspect réglementaire.
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Jean-Claude JANNEL : Ingénieur Cray Valley (groupe Total)
INTRODUCTION
Mise à jour du texte rédigé en 1992 pour ce traité par Pierre CANARD (Cray Valley)
Les résines de polyesters insaturés (UP) sont obtenues par polycondensation d’un ou de plusieurs diacides avec un ou plusieurs glycols, l’un, au moins, des constituants contenant une double liaison éthylénique susceptible de réagir ultérieurement sur un composé vinylique, acrylique ou allylique.
Par le terme résine polyester, on désigne en fait la dissolution du prépolymère polyester insaturé dans un diluant réactif copolymérisable, le plus utilisé étant le styrène. C’est sous cette forme liquide que les résines polyesters sont livrées aux transformateurs.
Après addition de différents adjuvants, charges et renforts, divers procédés de transformation provoquent, sous l’action d’un système catalytique approprié, la copolymérisation finale de la résine en un objet thermodurci.
Les polyesters insaturés sont d’un usage relativement ancien (1950), essentiellement dans le bâtiment (moulage au contact). Ils ont connu un renouveau important à partir de 1980, en particulier au niveau des formulations et de la fiabilité des procédés grâce au développement de technologies industrielles de moulage par injection et par compression dans l’industrie automobile.
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1. Préparation
Pour arriver au stade final d’un polyester complètement polymérisé, plusieurs étapes sont nécessaires :
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on fabrique d’abord le polyester insaturé proprement dit, par estérifïcation-condensation de diols ou d’époxydes ;
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on dilue ensuite ce polyester dans un monomère, par exemple le styrène ; on se trouve alors en possession d’une résine de polyester insaturé ;
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l’utilisation finale de la résine s’effectue par polymérisation formation d’un réseau tridimensionnel (réticulation). La résine, pure ou formulée par addition de charges ou de fibres, sera polymérisée catalytiquement, thermiquement, ou par irradiation. Cette opération faite in situ, sur une surface, dans un moule ou dans une machine spéciale fournit l’objet, la pièce ou le revêtement souhaité.
1.1 Condensation par estérification
Les résines polyesters sont issues de la polycondensation, à température élevée, d’acides ou d’anhydrides saturés ou insaturés avec des diols. Un schéma réactionnel type entre l’anhydride maléique et l’éthanediol-1,2 est donné sur la figure 1.
Lors de cette réaction, la plupart des groupes maléates (cis) s’isomérisent en groupes fumarates (trans). La polycondensation est une réaction réversible. Aussi, afin d’obtenir des masses molaires moyennes en nombre comprises entre 1 000 et 3 000, l’équilibre de polycondensation doit être déplacé dans le sens (1). Il est donc nécessaire d’extraire efficacement l’eau d’estérification du milieu réactionnel, surtout pendant les phases ultimes de la synthèse, au cours desquelles la diminution de la concentration en groupements carboxylés est lente, mais l’augmentation de la viscosité rapide. À cette fin, des températures de palier élevées sont utilisées et la mise sous vide du réacteur est généralement réalisée. C’est le procédé « fusion-vide ».
D’autres...
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ANNEXES
1 Données statistiques et économiques
1.1 Marché des résines polyesters
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La demande mondiale était, en 2002, de l'ordre de 1,63 million de tonnes, dont :
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420 kt aux États-Unis ;
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520 kt en Europe ;
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230 kt au Japon ;
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460 kt...
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