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RÉSUMÉ
Les polyuréthanes se sont imposés dans tous les domaines de notre vie quotidienne grâce à leur nature, leurs multiples propriétés, notamment de confort et d'isolation, et leur diversité d'applications. La grande versatilité des polyuréthanes autorise une très large gamme d'applications. En effet, ces produits peuvent se présenter de l'état compact à l'état expansé, de souple à rigide jusqu’à l’état thermodurcissable. Leur facilité de mise en œuvre autorise des cycles de fabrication courts, de plus l'utilisation de catalyseurs permet de travailler à température proche de l'ambiante. Un marché en constante croissance permet d’envisager encore de nouveaux progrès, en termes de matières mais aussi de moyens de transformation.
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Jean-Claude BERTHIER : Ancien responsable de site SOTIRA
INTRODUCTION
Comme beaucoup de matières plastiques polymères, les polyuréthanes se sont imposés dans tous les domaines de notre vie quotidienne grâce à leur nature, leurs multiples propriétés, notamment de confort et d'isolation, et leur diversité d'applications. Leur état thermodurcissable, c'est-à-dire irréversible (au contraire des thermoplastiques) ne les a pas empêchés d'être utilisés partout.
Provenant de la réaction d'un isocyanate avec des groupements possédant un hydrogène mobile, principalement des groupements hydroxylés, ils peuvent présenter une réaction irréversible et exothermique accompagnée éventuellement d'un dégagement gazeux. Ces effets sont mis à profit pour obtenir des produits se présentant de l'état compact à l'état expansé, de souple à rigide. La variété des réactions possibles permet de fabriquer des pièces à réseau linéaire ou structuré de façon plus ou moins importante.
Cette grande versatilité des polyuréthanes autorise une très large gamme d'applications. L'utilisation de catalyseurs permet en outre de travailler à température proche de l'ambiante et autorise des cycles de fabrication courts dans de grandes quantités. Leur mise en œuvre est maintenant arrivée dans une phase de maturité et de consolidation.
Toutes ces qualités laissent augurer que des progrès sont encore possibles, aussi bien du côté matières, que du côté moyens de transformation. De plus, un marché en constante croissance initiera et soutiendra évidemment l'apparition de ces améliorations.
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- Version archivée 1 de janv. 2000 par Yves MAROTEL
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3. Réactions de polyaddition
3.1 Mode de réaction
La réaction est du type polyaddition exothermique (figure 7). Elle s'effectue entre un groupement hydroxyle (–OH), par la présence d'un hydrogène libre et d'un groupement isocyanate (–NCO) .
Les réactions avec les isocyanates, amines, urée ou uréthanes augmentent le taux de ramifications des polymères linéaires et la tenue thermique. Les vitesses de réactions sont très différentes et modulées par l'utilisation de catalyseurs.
HAUT DE PAGE3.2 Réactions des différents composants
La base de la chimie des polyuréthanes est la haute réactivité des isocyanates. Ils réagissent facilement avec tous les composés qui contiennent des atomes d'hydrogène « actif ». Ceux-ci sont principalement des composés contenant des radicaux OH et NH. Lorsque le groupe isocyanate (NCO) réagit avec les alcools, amines, acides carboxyliques et eau, des liaisons uréthane, urée et amide sont formées. La réaction avec l'eau est importante pour la production de mousses, car, pendant la réaction, du CO2 gazeux est dégagé et agit comme un agent d'expansion « chimique » (figure 8).
HAUT DE PAGE
La réaction isocyanate/eau (figure 9) est une réaction lente qui nécessite l'utilisation de catalyseurs et d'agitation. Il se forme au final une polyurée avec dégagement de dioxyde de carbone (CO2). Cette propriété sera utilisée pour, respectivement, durcir les mousses et en provoquer l'expansion.
HAUT DE PAGE3.2.2 Réaction isocyanate-polyol
L'isocyanate peut réagir avec les composés possédant une fonction alcool. La vitesse de réaction varie avec la classe de l'alcool dans l'ordre suivant :
Alcool primaire > Alcool secondaire > Alcool...
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ANNEXES
1 Base de données – Sites Internet
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Publication Crain Communication Ltd (Publications des congrès UTECH - anglais) – Années 1996 à 2008
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Publications du site internet d’Isopa
2 Organismes – Fédérations – Associations
Cette liste n'est nullement exhaustive.
-
Alliance for the polyurethane...
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