Ligne d'extrusion de plastique : Plastiques techniques en polyphénylène éther (PPO) —–L'un des cinq principaux plastiques techniques

Polyphénylène éther Le polystyrène extrudé (PPO) fait partie des cinq polymères techniques les plus performants. Il présente une rigidité élevée, une excellente résistance à la chaleur, une incombustibilité, une grande solidité et d'excellentes propriétés électriques. Sa constante diélectrique et ses pertes diélectriques sont parmi les plus faibles des polymères techniques et sont quasiment insensibles aux variations de température et d'humidité.
La synthèse du polyphénylène éther à partir de 2,6-diméthylphénol est couramment utilisée. Ce matériau présente d'excellentes performances globales, notamment une stabilité dimensionnelle et une isolation électrique remarquables sous charge prolongée. Il peut être utilisé sur une large plage de températures, de -127 °C à 121 °C, et offre une résistance exceptionnelle à l'eau et à la vapeur. Les produits obtenus présentent une résistance élevée à la traction, aux chocs et au fluage. De plus, ils offrent une bonne résistance à l'usure et de bonnes propriétés électriques.

I. Traitement des PPO

Le PPO peut être transformé en moulage par injection, extrusion, moulage, mais aussi en mousse, en plastique soufflé, en plastique renforcé de fibres de verre, en galvanoplastie, en revêtement sous vide, en impression, en usinage et en soudage par fusion. Réutilisable, il peut généralement être réutilisé trois fois sans perte significative de performance. Cependant, sa faible fluidité à l'état fondu rend sa transformation et son moulage difficiles ; c'est pourquoi la plupart des applications pratiques nécessitent du PPO modifié.
Ce qui suit est une introduction au procédé de moulage par injection PPO.

1. Matériau de cuisson PPO
Le PPO est un polymère non cristallin, son absorption d'eau est très faible, mais l'humidité peut provoquer des défauts de surface tels que des inclusions argentées et des bulles. C'est pourquoi la matière première peut être placée dans un four à 80 ~ 1 °C et séchée pendant 1 à 2 heures après utilisation.

2. Le choix de la machine à mouler par injection
Pour la fusion du PPO, il convient d'utiliser une machine de moulage par injection à vis. Une buse à passage direct est recommandée, avec un diamètre d'ouverture de 3 à 6 mm. Le flux principal du moule doit être conique ou comporter un crochet d'extraction du matériau. Un canal d'alimentation court et épais est préférable.

3. Température d'injection
La température d'injection du PPO est de 270 à 290 °C. La température de moulage du PPO est de 280 à 330 °C et celle du PPO modifié est de 260 à 285 °C. La température de fusion du PPO est de 270 à 290 °C.
Le PPO présente une très haute résistance à la chaleur, sa température de décomposition thermique atteignant 350 °C, sans dégradation thermique notable en dessous de 300 °C. Généralement, la température du cylindre est maintenue entre 260 et 290 °C, et la température de la buse est inférieure d'environ 10 °C à celle du cylindre.
En raison de la viscosité élevée du PPO fondu, une température de moule plus élevée est nécessaire lors du moulage par injection. Généralement, cette température est maintenue entre 100 et 150 °C. En dessous de 100 °C, le remplissage des pièces en plastique à parois fines risque d'être insuffisant et de provoquer un délaminage ; au-dessus de 150 °C, des bulles, des filaments d'argent, des déformations et autres défauts peuvent apparaître.

4. Pression d'injection
Lors du moulage par injection, la viscosité du PPO fondu étant élevée, il est préférable d'utiliser une pression et une vitesse d'injection élevées. La durée du maintien et du refroidissement ne doivent pas être excessives. L'augmentation de la pression d'injection favorise le remplissage du moule. Généralement, la pression d'injection se situe entre 100 et 140 MPa, et la pression de maintien entre 40 et 80 MPa. Ces paramètres peuvent être ajustés en fonction des conditions spécifiques.

5. Vitesse d'injection
Les produits à longs canaux d'injection doivent être injectés rapidement, mais dans ce cas, assurez-vous que le film soit suffisamment aéré.

II. Modification du mélange de PPO

Le polyphénylène éther (PPO) présente d'excellentes performances, mais sa résistance aux solvants est faible, les produits sont sujets à la fissuration sous contrainte, sa résistance aux chocs est faible, et ses matières premières sont coûteuses. Son principal défaut réside dans sa viscosité à l'état fondu très élevée, sa faible fluidité et sa température de ramollissement supérieure ou égale à 300 °C. De plus, sa transformation à haute température (330 °C) le rend facilement dégradable, ce qui complique le moulage et engendre une forte consommation d'énergie. Afin de pallier ces inconvénients et de conférer au PPO de nouvelles propriétés, diverses modifications ont été mises en œuvre.

1. Modification du mélange PPO et PS
Le PPO et le PS sont des polymères amorphes présentant une bonne compatibilité. Leur mélange avec le PS permet de réduire les coûts de transformation et d'améliorer considérablement la transformabilité du PPO, au prix d'une légère diminution de sa résistance à la chaleur. Appartenant à la première génération d'alliages d'éther de polyphénylène, le PPO a connu une large utilisation. Afin d'optimiser les performances de ce type d'alliage, diverses améliorations ont été apportées.

2. Modification du mélange PPO et PA
Le mélange de PPO et de PA améliore non seulement les performances de mise en œuvre et la résistance aux solvants du PPO, mais aussi la résistance thermique et la stabilité dimensionnelle du PA, offrant ainsi des avantages complémentaires. Cependant, leur compatibilité est très faible, formant un système totalement incompatible, et la séparation de phase de l'or mélangé est importante, ce qui rend l'alliage fragile. De nombreuses recherches ont été menées sur la capacité, la ténacité et le renforcement des alliages PPO/PA, et ont permis d'obtenir des résultats significatifs, contribuant ainsi à leur large utilisation.

3. Modification du mélange de PPO et de PBT
Le mélange de ces deux matériaux performants résout efficacement le problème de la forte absorption d'eau de l'alliage PPO/PA. La ténacité et la résistance de l'alliage PPO/PBT ne répondent pas aux exigences de diverses applications ; à l'instar du système PPO/PA, il est également nécessaire de l'améliorer.

4. Modification du mélange PPO et PPS
Ces dernières années, dans le processus d'assemblage de surface de certains composants électroniques et électriques, le soudage à la vapeur et la méthode VPS utilisant de la brasure se sont généralisés. Par conséquent, la résine utilisée doit résister à des températures élevées, supérieures à 260 °C. Or, la température de transition vitreuse du PPO pur n'étant que d'environ 210 °C, elle ne répond pas à ces exigences de résistance à la chaleur. D'où la nécessité de développer un alliage PPO/PPS à haute résistance thermique. Cependant, ces deux matériaux doivent également être adaptés au traitement thermique.

5. Modification du mélange PPO et PTFE
Ce mélange de deux matériaux, combinant le PPO (résistance à la chaleur, propriétés mécaniques et stabilité dimensionnelle) et le PTFE (résistance à l'usure, lubrification et faible absorption d'eau), permet d'obtenir des produits de haute précision. Il répond aux exigences globales de performances en termes de propriétés physiques et de propriétés de roulement, se rapprochant ainsi des pièces métalliques.

5. Modification du mélange PPO et SBS
Le PPO et le SBS présentent une bonne compatibilité ; l'alliage PPO/SBS améliore les performances de déformation et d'impact du PPO, avec une faible absorption d'eau, une bonne ténacité, une température de fléchissement sous charge élevée et une grande précision dimensionnelle ; il est principalement utilisé dans l'industrie électrique, l'industrie automobile et d'autres domaines.

III Applications du PPO

1. Électricité et électronique
L'industrie électrique et électronique est largement utilisée dans la fabrication de connecteurs, de bobines d'enroulement, de blindages de composants mécaniques, d'interrupteurs et de relais, d'équipements de réglage, de grands écrans électroniques, de condensateurs variables, d'accessoires de batterie, de microphones et d'autres composants.

2. Industrie automobile
Convient pour les pièces de tableau de bord, les cadres de fenêtres, les amortisseurs, les filtres de pompe, les grilles de radiateur, les grilles de haut-parleurs, les consoles, les boîtes à fusibles, les boîtes à relais, les connecteurs, les enjoliveurs, etc.

3. Appareils ménagers
Utilisé pour les téléviseurs, ordinateurs, appareils photo, magnétoscopes, magnétophones, climatiseurs, radiateurs, cuiseurs à riz et autres pièces. Pour les photocopieurs, systèmes informatiques, imprimantes, télécopieurs et autres pièces et composants externes.

4. Machines industrielles
Convient à la fabrication de pièces résistantes à la chaleur, de pièces isolantes, de pièces résistantes à l'usure et de pièces de transmission ; permet la fabrication d'engrenages, de pales de ventilateur, de vannes et d'autres pièces à haute température, peut remplacer l'utilisation de l'acier inoxydable ; peut également être utilisé pour fabriquer des vis, des fixations et des pièces de raccordement.