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En pratique :Quelles sources sont attendues ?Comment ajouter mes sources ?Un matériau estthermodurcissable lorsque satransformation fait intervenir unepolymérisation, laquelle estirréversible et conduit à unproduit fini solide, généralement rigide. Ce dernier est infusible donc non transformable, ce qui empêche sonrecyclage.
Il est souvent préparé parréticulation, deuxingrédients, dont l'un est typiquement une « résine »,réagissent sous l'action de la chaleur en présence de réactifs (catalyseur et accélérateur de polymérisation). La structuretridimensionnelle (réseau) formée, stable, présente une résistance thermomécanique et chimique.
Le motthermodur est souvent utilisé parabus de langage à la place du mot thermodurcissable et désigne un réseaumacromoléculaire tridimensionnel. Ce dernier résulte soit de la réticulation depolymères linéaires (monodimensionnels), soit de la polymérisation demonomères dont lavalence moyenne est supérieure à 2 (en pratique, un mélange de monomères à 2 et3 points d'accrochage est utilisé pour flexibiliser la structure).
Les précurseurs sont souvent des résines à l'état semi-liquide (pré-polymère). Pour lemoulage, la résine est mélangée à descharges renforçantes (telles lafibre de verre) et/ou de remplissage (pour notamment baisser le coût : craie,farine de bois, talc, etc.).
Exemple de polymérisation d'une résinepolyester insaturé :
résine +styrène (+ charges,additifs) + catalyseur, accélérateur (+ chaleur, pression dans unmoule) → structure réticuléeirréversible (pontage des chaînes : matériau solide rigide moulé).
La polymérisation peut se produire :
La réaction chimique transforme la résine en « plastique » rigide,élastomère, par formation de nœuds (tri- et tétravalents) de réticulation et de pontages de chaînes. La matière d'œuvre est généralement liquide, en poudre ou en pastille, conçue pour être moulée et acquérir une forme finale, ou pour servir d'adhésif. L’énergie et les réactifs ajoutés provoquent la liaison des chaînes moléculaires pour former un réseau tridimensionnel.
Un matériau thermodurcissable ne peut êtremis en œuvre qu'une seule fois et devient infusible et insoluble après polymérisation. Une fois durci, sa forme ne peut plus être modifiée, un chauffage éventuel ne permettra pas de le fondre : il n'est pas recyclable, mais on peut néanmoins l'incorporer dans d'autres matériaux comme renfort.
Les matériaux thermodurcissables sont généralement plus résistants que les matériauxthermoplastiques. On leur reconnaît une très bonne résistance électrique, mécanique, ainsi qu'aux produits chimiques (matériaux non réactifs), et à la chaleur.
La plupart des résines utilisées dans l'industrie descomposites sont thermodurcissables.
| Famille de produits | Premier monomère ou pré-polymère | Second monomère ou pré-polymère ou agent réticulant | Exemple de nom commercial | Principale application |
|---|---|---|---|---|
| Aminoplastes : résines urée-formaldéhyde ou urée-formol (UF) | Formaldéhyde | Monomère portant des groupes amino- -NH2 : l'urée | Utilisés pour la fabrication demousses isolantes, decontreplaqués, depanneaux de particules et depanneaux de fibres à densité moyenne (MDF) | |
| Aminoplastes : résines mélamine-formaldéhyde oumélamine-formol (MF) | Formaldéhyde | Monomère portant des groupes amino- -NH2 : mélamine et parfois lethiocarbamide, lecyanamide hydrogène ou ledicyandiamide | Formica | Matériaux utilisés pour les surfaces des plans de travail |
| Lesphénoplastes ou résines phénol-formaldéhyde : phénol-formol (PF) | Formaldéhyde | Phénol | Bakélite,Catalin | Matériaux utilisés commeisolants électriques |
| Polyépoxydes ouépoxydes et même époxy par abus de langage (EP) | Monomères ou pré-polymères époxyde | Agent de réticulation (appelé parfois durcisseur) :anhydride d'acide, phénol ou le plus souvent uneamine | Araldite | Performants mais onéreux, utilisés dans lesadhésifs et lesplastiques renforcés fibre de carbone |
| Polybismaléimides (BMI) :polyimides thermodurcissables (PIRP) | Di- et/ou polyanhydride d'acide | Di- et/oupolyamine | ||
| Polyuréthanes (PUR) réticulés | Di- et/oupolyols | Di- et/ou polyisocyanates | ||
| Polyesters insaturés (UP pourunsaturated polyester) | Polyester insaturé | Monomères vinyliques (surtout lestyrène) | Performances moyennes et bon marché, souvent utilisés dans lesplastiques renforcés fibre de verre | |
| Vinylester (VE) | Pré-polymère époxyde estérifié avec unacide carboxylique insaturé | Monomères vinyliques (surtout le styrène) | Performances intermédiaires entre celles des EP et des UP, utilisés surtout dans lescomposites renforcés fibre de verre |
En plus des produits cités dans ce tableau, on peut citer :
Pour plus de noms commerciaux de polymères thermodurcissables, voirMatière plastique.
La mise en œuvre des matières plastiques, et en particulier celle des thermodurcissables, peut exposer les opérateurs à de nombreuxproduits chimiques dangereux.
En pratique, il faut distinguer :
Ces multiples origines expliquent la grande variété descomposés que l'on peut retrouver dans l'atmosphère des ateliers de plasturgie. Certains de ces polluants sont desallergisants, cutanés ou respiratoires[1], d'autres desirritants, d'autres descancérogènes[2],mutagènes outoxiques pour la reproduction.
Il convient, pour prévenir les risques d'exposition à ces composés, de supprimer au maximum l'emploi de composés cancérogènes, mutagènes ou toxiques pour la reproduction, d'éviter tout contact cutané avec les produits restants, et de mettre en place des aspirations efficaces au plus près des points d'émission des polluants résiduels.
Polymères et dérivés | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Généralités | |||||
| Caractéristiques | |||||
| Étude | |||||
| Chimie macromoléculaire |
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| Composition et architecture | |||||
| Propriétés spécifiques | |||||
| Applications | |||||
