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Auteur(s)
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Christian MARAIS : Docteur en Sciences des matériaux - Département Matériaux et systèmes composites (DMSC) de l’ONERA
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les polyimides PMR ont été préparés pour répondre à des sollicitations thermomécaniques de structures utilisables dans le domaine des hautes températures. Ces polymères thermostables sont issus de trois monomères réactifs en solution capables d’inter-réagir sous l’effet de la chaleur donnant le nom de Polymerization of Monomeric Reactants (PMR).
La mise en œuvre et les propriétés des polyimides des PMR non renforcés sont également données dans cet article pour mettre en évidence la qualité des matériaux, bien qu’ils soient presque exclusivement utilisés comme matrice de composites.
Les polyimides PMR entrent dans la famille des polyimides thermodurcissables complémentaires aux résines BMI.
Pour de plus amples renseignements sur les résines BMI le lecteur se reportera à l’article Polybismaléimides [A 3 485] de ce traité [17].
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2. Préparation des polyimides PMR
2.1 Présentation des produits
La nature des monomères de base et le nombre de mécanismes réactionnels mis en jeu font de ces polymères des matériaux à structure extraordinairement complexe. De plus, le fait que les réactions se font au sein même des moules où se constitue la pièce et non dans des réacteurs en laboratoire rend encore plus délicat la reproductibilité du polymère. Plus encore que pour n’importe quel autre polymère, les propriétés résultantes dépendront fortement des conditions de mise en œuvre. Pour montrer la complexité de la chimie des polyimides PMR, il est bon de connaître, sans entrer dans le détail des structures, quelques-uns des produits de base et leurs combinaisons possibles.
La synthèse des polyimides PMR est réalisée par des réactions successives de condensation et d’addition d’un mélange de trois monomères réactifs en solution, le plus souvent dans le méthanol. Quel que soit le polyimide à réaliser, la solution comprend toujours une diamine aromatique, un dianhydride carboxylique et un agent
réticulant (monoanhydride, par exemple). Quelques exemples de chacune de ces espèces sont donnés dans le tableau 1.
La multiplicité des constituants disponibles fait qu’il existe une grande variété de polyimides PMR. Le tableau 2 présente des combinaisons qui ont conduit à la mise au point de formulations commerciales.
Le schéma de la figure 1 permet de situer les polyimides PMR parmi les autres polyimides déjà analysés dans ce traité. Le fait d’additionner un monomère réactif supplémentaire conduit à l’obtention directe d’un polymère thermostable, mais au prix d’une multiplicité des réactions et d’une cinétique très complexe.
HAUT DE PAGE2.2 Synthèse des produits de base
Bien que les réactions entre monomères se fassent en continu, on peut dégager deux étapes principales : une première série de réactions par polycondensations successives conduisant à l’obtention d’un polymère linéaire suivie d’une réticulation par polyaddition construisant un réseau tridimensionnel.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CRITCHLEY (J.P.), KNIGHT (G.J.), WRIGHT (W.W.) - Heat-resistant polymers. Technologically useful materials. - Plenum Press. NY et Londres (1983).
-
(2) - ABADIE (J.M.M.), SILLION (B.) - Polyimides and high performance polymers. - Symposiums techniques européens tenus régulièrement à Montpellier, édités par LEMP/MAO de l'université de Montpellier 2, Sciences et techniques du Languedoc.
-
(3) - WILSON (D.), STENZENBERGER (H.D.), HERGENROTHER (P.M.) - Polyimides. - Blackie, Glasgow, Grande-Bretagne (1990).
-
(4) - GRENIER-LOUSTALOT (M.F.) - Polyimides structuraux. - Annales des composites 1993/1-2, édités par l'AMAC, Colloque CNRS/DRET, Arcueil (1993).
-
(5) - POULAIN (G.), CHARRUE (P.) du CEA-Sevran, POUZOLS (G.), RAKOUTZ (M.), VIANNAY (B.) de Rhône-Poulenc - Nouvelles résines bismaléimides sans solvant pour composites avancés thermostables. - 20e Journées européennes des Composites, Paris (1985).
-
...
ANNEXES
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1 À lire également dans nos bases
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2 Normes et Standards
- 2.1 Normes relatives aux BMI et aux PMR 2.1.1 Underwriter's Laboratories (UL) http://www.ul.com
2.1.2 United States Department of Defence
2.1.3 American Society for Testing and Materials (ASTM) http://www.astm.org
2.1.4 International Organization for Standardization (ISO) http://www.iso.org
2.1.5 Comité Électrotechnique International (CEI) http:/www.iec.ch
2.1.6 Association Française de Normalisation (AFNOR) http:/www.afnor.fr
- 3 Annuaire
-
4 Événements
-
5 Supports numériques
1 À lire également dans nos bases
CARREGA (M.) - Polybismaléimides. - [A 3 485] Archives Matériaux (1992).
MÉROT (P.) - Polyimides linéaires Pl. - [A 3 397] Archives Matériaux (1990).
BERBAIN (F.), CHEVALIER (A.), CHOUDIN (C.) - Mise en œuvre des composites. Méthodes...
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