TPE et TPV dans les applications high-tech

Entre les thermoplastiques, à mise en œuvre aisée mais à propriétés élastiques restreintes, et les élastomères, aux propriétés élastiques remarquables mais à mise en œuvre plus complexe, les élastomères thermoplastiques TPE (ThermoPlastic Elastomer) et TPV si la phase élastomère est vulcanisable constituent une famille de matériaux relativement récents (apparition du concept dans les années 1960). Leur structure hétérogène constituée de domaines souples et rigides les situe à mi-chemin entre les caoutchoucs ou élastomères réticulés irréversiblement pour leur élasticité et les thermoplastiques plus faciles à mettre en œuvre.

D'abord cantonnés dans des applications courantes, ils se diversifient et investissent progressivement des marchés de haute technologie soit en remplacement de caoutchoucs conventionnels réticulés, soit en valorisant leurs propriétés spécifiques.

De nouvelles familles, souvent dénommées super-TPE et super-TPV, gardent les avantages fondamentaux des TPE et TPV et permettent la fabrication sur des équipements classiques pour thermoplastiques avec des débits beaucoup plus importants que ceux atteints avec les caoutchoucs vulcanisés conventionnels. Ils offrent en plus, les avantages d'élastomères vulcanisés de haute performance (par exemple les EVM, les caoutchoucs acryliques, les silicones, les caoutchoucs fluorés) et ceux de plastiques d'ingénierie (par exemple, les copolyesters, les polyamides, les polymères fluorés et les autres plastiques techniques). Généralement conçus pour résister à une exposition prolongée à la chaleur et à des environnements agressifs, ils se situent entre les plastiques techniques et les caoutchoucs spéciaux.

Cependant, il faut être conscient que les super-TPE ne peuvent pas encore remplacer tous les caoutchoucs vulcanisables dans toutes les applications. Les pneumatiques pour l'automobile, par exemple, ne font pas partie de leur domaine d'utilisation. Il n'y a pas de frontière nette entre TPE et super-TPE, certains copolyesters et polyéther bloc amides pouvant être classés dans les super-TPE. Des grades spéciaux de TPE d'usage général et d'ingénierie sont traités pour des applications particulières comme le médical.

Les marchés sont aussi divers que l'automobile, le médical, l'électricité et l'électronique, l'exploitation pétrolière, le BTP, le traitement des eaux, le photovoltaïque mettant à profit les propriétés thermomécaniques, l'imperméabilité aux gaz, la pureté, la résistance chimique et les capacités d'échange d'ions.

Dans cet article, nous traitons successivement de différents exemples qui illustrent l'intérêt et parfois l'obligation de se tourner vers des solutions globales concept/matière/process.

Se reporter également aux articles [AM3400] « Concept, propriétés de base, monographies des TPE d'usage général » et [AM3401] « TPE d'ingénierie, bio-TPE, développement durable. Pour réussir ».