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Auteur(s)
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Josiane VILLOUTREIX : Maître de Conférences au Conservatoire National des Arts et Métiers
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Jean-Dominique ACETARIN : Maître de Conférences au Conservatoire National des Arts et Métiers
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleINTRODUCTION
Toujours plus est la devise de l’industrie des matières plastiques où on cherche constamment à repousser les limites d’utilisation de ces matériaux. Parmi les polymères thermoplastiques à hautes performances, les polyéthercétones aromatiques (PAEK) suscitent de grands intérêts industriel et scientifique.
Cependant, le coût élevé des PAEK, plusieurs centaines de francs par kilogramme, a considérablement réduit la croissance espérée. Il y a une dizaine d’années, une consommation mondiale de 5 000 t/an était annoncée pour 1997. En fait, on atteindra à peine 1 000 t. Si de nombreuses variantes de PAEK ont été commercialisées, avec divers arrangements des liaisons éther et cétone, le marché a été abandonné par la plupart des producteurs.
Le polyétheréthercétone ou PEEK Victrex™ de la Compagnie VICTREX, introduit en 1981, représente désormais l’essentiel de la consommation. Le PEEK, après avoir longtemps suscité un intérêt surtout académique, connaît depuis peu d’années un développement très important dans des applications variées où on exige des performances ultimes pour les matériaux employés.
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3. Mise en œuvre
3.1 Généralités
Le PEEK est un matériau très versatile. De nombreux procédés de mise en œuvre sont utilisables pour produire une vaste gamme d’objets. Un équipement standard sera le plus souvent suffisant.
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Stabilité thermique
Le polymère est peu sensible au cisaillement et sa bonne stabilité thermique à l’état fondu offre une large fenêtre de mise en œuvre. En cas d’arrêt machine, il faut noter que, à partir de 400 ×C et en présence d’oxygène, le PEEK commence à réticuler après 30 min. Il peut, aux fortes températures de mise en œuvre nécessaires, former des « gels » grumeleux. La filtration disperse ces « gels » de manière assez efficace.
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Température de mise en œuvre
La température de fusion élevée du PEEK impose pour sa transformation de travailler à une température élevée, entre 370 et 420 ×C.
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Rhéologie
Le comportement du PEEK fondu lors de l’écoulement ne diffère guère de ceux des autres polymères semi-cristallins. Sa viscosité est analogue à celles du PC et du PVC rigide, pour une température de transformation bien supérieure (figure 12), et bien inférieure à celle du PAI. On peut donc employer les mêmes outillages.
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Équipement
Le PEEK fondu n’est pas corrosif. Des métaux traités anticorrosion ne sont pas nécessaires. Le durcissement du métal des moules permet de minimiser l’usure. Il faut éviter les alliages contenant du cuivre qui catalyse la dégradation et peut donner des dépôts noirâtres.
Après fusion, le PEEK adhère bien au métal, surtout insuffisamment poli, ce qui engendre un écoulement irrégulier et crée des conditions favorables pour une dégradation plus poussée de la matière. Les aciers nitrurés ont une dureté qui assure une bonne résistance à l’abrasion par les fibres de verre des grades renforcés. Cependant, en cas de stagnation ou d’arrêt machine, l’adhérence du PEEK redevenu froid sur la surface nitrurée peut être telle qu’un arrachement de cette surface devient possible.
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Séchage
La présence d’atomes...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - KEMMISH (D.) - Modern Plastics Encyclopedia 96. - McGraw-Hill (1995).
-
(2) - MAY (R.) - Polyetheretherketones. - Encyclopedia of Polymer Science and Engineering vol 12. Wiley Interscience (1987).
-
(3) - REIMER (W.), WEIDIG (R.) - Polyetherether Ketone. - Kunststoffe 86 (oct. 1996).
-
(4) - RIGBY (R.B.) - Polyetheretherketone. - Engineering Thermoplastics, Properties and Applications, Ed. J. Margolis (Marcel Dekker, 1985).
-
(5) - * - Documentation technique ICI.
-
(6) - * - Documentation technique THERTEC.
-
(7) - * - Documentation technique VICTREX.
- ...
ANNEXES
RISSON (T.) - Comportement en fluage de composites à renfort carbone et matrices époxyde et PEEK. - École centrale de Lyon (1998).
SADRAS (B.) - Traitement de surface du polyéther-éthercétone (PEEK) par un laser excimère. Application à l'amélioration des propriétés d'adhésion - (1998).
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