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Plastiques spécialisés pour les praticiens – propriétés, résistance et exemples d’application

Les plastiques spécialisés sont utilisés lorsque les applications exigent des performances élevées du matériau ou nécessitent des propriétés spécifiques. Ils possèdent souvent des propriétés isolantes et leur haute résistance à l’eau et aux produits chimiques en fait un matériau fiable et nécessitant peu d’entretien. Il n’est donc pas étonnant que les plastiques spéciaux soient utilisés dans de nombreux domaines techniques et également dans des fixations telles que les vis et les écrous. L’article suivant présente un aperçu des différents plastiques spécialisés et de leurs applications.

Que sont les plastiques spécialisés ?

Les plastiques spécialisés sont conçus pour répondre aux exigences auxquelles les plastiques ordinaires ne peuvent pas répondre. Les propriétés spéciales sont, par exemple, obtenues en modifiant la composition chimique ou en utilisant des procédés de fabrication à usage spécifique. Les plastiques spécialisés, ou plastiques haute performance, sont souvent spécialisés en termes de propriété unique.

Processus de fabrication des plastiques spécialisés

Lors de la production de plastiques spécialisés, la composition du matériau est importante pour obtenir les propriétés finales souhaitées. L’exemple suivant décrit la production de PTFE :

Processus de production utilisant le PTFE comme exemple

Le polytétrafluoroéthylène, ou PTFE, est constitué d’hydrocarbures chlorés. Il peut être produit par deux méthodes, qui diffèrent en fonction du produit de départ souhaité (poudre ou dispersion). Les fluorures sont partiellement ajoutés à l’hydrocarbure chloré, qui génère initialement les gaz chlorés difluorométhane et tétrafluoroéthylène. Le tétrafluoroéthylène est ensuite dissous en phase aqueuse, tout en excluant l’oxygène et en exerçant une pression élevée, puis polymérisé en PTFE par l’ajout d’une solution d’initiateur aqueuse. Comme le PTFE n’est pas hydrosoluble, il précipite dans la phase aqueuse. Le PTFE est ensuite obtenu sous forme de poudre par filtration et séchage. Si une dispersion doit être obtenue comme produit de départ, un dispersant est ajouté à la solution aqueuse avant l’ajout de l’initiateur.

Types de plastiques spécialisés

Il existe un certain nombre de plastiques adaptés à la production de composants pour des applications spécialisées, telles que les vis en plastique. Chez MISUMI, nous proposons une large gamme de composants fabriqués à partir des plastiques suivants :

Présentation de divers plastiques spécialisés
Nom abrégé Nom Microstructure Classification Description
ABS Acrylonitrile butadiène styrène amorphe Plastiques standard Très résistant aux contraintes mécaniques, très dur
Bakélite Phénoplastes à base de phénol et de formaldéhyde Thermodurcissable Plastiques techniques Les plaques de Bakélite de MISUMI peuvent être utilisées comme plaques isolantes pour les tableaux électriques, les unités de contrôle et les disjoncteurs. La version à base de papier est disponible en couleur naturelle et en noir, une version plus résistante à base de tissu est également disponible. La couleur de la Bakélite (couleur naturelle) peut varier selon le lot de production. Cependant, cela n’affecte pas la qualité.
ETFE Copolymère d’éthylène et de tétrafluoroéthylène Semi-cristallin Plastiques haute performance Copolymère fluoré à base de tétrafluoroéthylène et d’éthylène. Possède d’excellentes propriétés contre l’usure mécanique, isolant électriquement, très résistant aux produits chimiques, adapté aux applications à haute température.
FEP Fluoroéthylène propylène Semi-cristallin Plastiques haute performance Le polymère, également dénommé TEFLON (groupe des fluoro-polymères), excellente résistance à la corrosion chimique, excellente résistance à la température, souvent utilisé comme matériau d’étanchéité et de remplissage, le FEP a un coefficient de friction plus élevé et une température d’utilisation continue plus basse que le PTFE.
MC-Nylon Nom d’un groupe de polyamides à longue chaîne (PA) / nylon Semi-cristallin Plastiques techniques Moulage de monomères. Avec une meilleure résistance à l’abrasion que le POM, généralement utilisé pour les plaques de guidage linéaire. MISUMI fabrique trois catégories de glissement différentes : Catégorie de glissement avec des performances de glissement considérablement améliorées, catégorie haute résistance avec une excellente catégorie de résistance et de conductivité pour une utilisation autour de composants électriques nécessitant une protection électrostatique. Une catégorie avec une bonne résistance aux intempéries qui protège de l’usure importante est également disponible. Propriétés générales : ductilité, résistance, résistance à l’abrasion et à la fatigue, faible coefficient de frottement.
PA 12 Polyamide 12 / nylon 12 Semi-cristallin Plastiques techniques Propriétés typiques du nylon : ductilité élevée, résistance élevée aux températures, absorption élevée de l’eau (adoucissant), bonne résistance à l’usure, résistance à de nombreuses huiles, graisses et carburants, bonnes propriétés de glissement et de friction, résistance élevée aux chocs, utilisé dans les véhicules motorisés et les avions pour le carburant, les conduites hydrauliques, etc.
PA6 PA 6 (polyamide) / nylon 6 Semi-cristallin Plastiques techniques Propriétés typiques du nylon : ductilité élevée, résistance élevée à la température, absorption élevée de l’eau (adoucissant), bonne résistance à l’usure, résistance aux solvants organiques, bonnes propriétés de glissement et de frottement, résistance élevée aux chocs, propriétés d’amortissement mécaniques élevées
PBT Polybutylène téréphtalate Semi-cristallin Plastiques techniques Haute résistance à l’abrasion, résistance élevée aux chocs, résistance et rigidité légèrement plus faibles que le PET, très bonnes propriétés de glissement et d’usure, bonne isolation électrique, résistance chimique comparable au PET, utilisé pour le glissement et les roulements à rouleaux, vis, bandes de connecteurs, pièces d’appareils ménagers
PC Polycarbonate amorphe Plastiques techniques Résistance aux chocs la plus élevée parmi les plastiques transparents (environ 30 fois supérieure au PMMA), excellente résistance à la température et large gamme d’utilisations.
PE Polyéthylène Semi-cristallin Plastiques techniques Bon isolant électrique, haute ductilité, bon comportement au glissement, faible dureté et résistance, faible usure, bonne résistance à de nombreux acides, bases, graisses et huiles. Densité comme caractéristique de différenciation. En PE-LD et PE-HD avec des propriétés légèrement différentes (LD est plus souple, plus flexible et plus résistant aux chocs, mais moins résistant à l’abrasion que le HD) - applications : articles ménagers, conteneurs de stockage, boîtes de transport, réservoirs de véhicules, etc.
PEEK Polyétheréthercétone Semi-cristallin Plastiques haute performance Le PEEK est un plastique technique semi-cristallin à très haute performance. Il possède la résistance chimique la plus élevée parmi les plastiques techniques. Le PEEK ne peut être dissous que dans de l’acide sulfurique concentré. Il présente une excellente résistance à la chaleur, à l’abrasion, aux flammes et à l’hydrolyse.
PET Polyéthylène téréphtalate Amorphe ou semi-cristallin Plastiques techniques Environ 4 fois plus résistant aux chocs que le PMMA, matériau respectueux de l’environnement qui ne libère pas de gaz toxiques lors de la combustion et rentable.
PE-UHMW
(également : PE/UHMW/polyéthylène à masse moléculaire ultra-élevée)
Polyéthylène UHMW Semi-cristallin Plastiques standard Le polyéthylène UHMW a un poids moléculaire extrêmement élevé. Il possède une très bonne résistance à l’abrasion et à l’usure, une haute résistance chimique, de bonnes propriétés de glissement, il est auto-lubrifiant et très résistant aux chocs.
PFA Perfluoroalcoxy Semi-cristallin Plastiques haute performance Polymère également dénommé TEFLON (groupe des fluoro-polymères). Il combine les propriétés chimiques du PTFE avec les propriétés mécano-techniques du FEP. Le PFA est résistant aux produits chimiques, aux températures élevées, aux rayons UV, excellent isolant électrique et extrêmement résistant aux intempéries.
PI Polyimide amorphe Plastiques haute performance Non-fusible, excellente résistance à la température, haute résistance mécanique, grande stabilité dimensionnelle, très bonnes propriétés de glissement et de résistance à l’usure.
PMMA Polyméthacrylate de méthyle amorphe Plastiques haute performance Également dénommé verre acrylique ou connu sous la marque Plexiglas. Il possède une excellente transparence, résistance aux intempéries et usinabilité, rigidité élevée, résistance moyenne, relativement fragile, bonnes propriétés d’isolation électrique, peut être poli, résistant aux acides et aux solutions alcalines de concentrations moyennes.
POM Polyacétal Semi-cristallin Plastiques techniques Excellente résistance mécanique ; utilisé dans de nombreux cas comme matériau pour les roues, rouleaux et engrenages.
PP Polypropylène Semi-cristallin Plastiques standard Haute résistance et dureté, bonne résistance chimique à de nombreux acides, bases et solvants, bon isolant, utilisé dans l’industrie alimentaire, ainsi que dans les meubles, les automobiles et l’industrie chimique-pharmaceutique.
PPS Polysulfure de phénylène Semi-cristallin Plastiques haute performance Le PPS est un excellent plastique technique cristallin d’excellente qualité. Il possède une excellente résistance à la chaleur, et ses propriétés physiques ne sont pas altérées même après une utilisation prolongée à haute température. Il offre également une excellente résistance chimique, des caractéristiques mécaniques et électriques, et est stable dimensionnellement.
PPS / HPV PPS Type de polysulfure de phénylène renforcé de fibres   Plastiques techniques Le Techtron® HPV PPS est un produit basé sur le PPS, résistant à la chaleur et aux produits chimiques, avec des propriétés de glissement considérablement améliorées. Utilisé dans des composants de glissement à haute température avec des valeurs PV élevées.
PTFE et PTFE (F4) Polytétrafluoroéthylène Semi-cristallin Plastiques haute performance Polymère également dénommé TEFLON (groupe des fluoro-polymères). Possède une excellente résistance à la corrosion chimique, excellente résistance à la température, souvent utilisé comme matériau d’étanchéité et de remplissage. Le PTFE a un coefficient de friction plus faible (considéré comme le matériau le plus lisse disponible) et une température d’utilisation continue plus élevée que le FEP.
PVC Polychlorure de vinyle Semi-cristallin Plastiques standard Résistant aux acides, aux solutions alcalines, à l’alcool, à l’huile et à l’essence, retardateur de flamme, faible conductivité thermique, excellent isolant électrique, lumineux et sonore.
PVDF PVDF (polyfluorure de vinylidène) Semi-cristallin Plastiques haute performance Résistant à une grande variété de produits chimiques, haute résistance mécanique, haute résistance aux UV et aux intempéries, résistance aux hautes températures, applications : construction d’appareils, emballage, industrie alimentaire et pharmaceutique, appareils électriques de toutes sortes, tubes, barres de glissement, vis, etc.
RENY Nylon MXD6 polyamide renforcé de fibres de verre cristallin Plastiques techniques Le RENY est à base de polyamide MXD6, un plastique technique cristallin renforcé à l’aide de 50 % de fibres de verre. Il présente la plus grande résistance et élasticité parmi les plastiques et offre également une très bonne stabilité à l’huile et à la chaleur. Il peut donc servir d’alternative au métal.
Haute performance Technique Standard PPS, PEK, PEEK, ETFE, FEP, PVDF PI, PMMA PCM, PA6, PA 66, MC Nylon PA 11/12, PBT, PE, PET PC, PMMA PP, PE-HD, PE-LD, PE-LLD, PVC ABS, PS, PS-HI Semi-cristallin g isolation="isolate"> amorphe Prix et performance Volume de production

Avantages et inconvénients des plastiques

Les éléments de liaison en plastique présentent les avantages suivants :

  • Ils ont généralement un effet isolant, tant sur le plan thermique qu’électrique.
  • Ils se dilatent souvent de la même manière que les matériaux naturels.
  • Ils sont souvent résistants à l’eau et à de nombreux produits chimiques.

Par rapport aux fixations métalliques, leurs inconvénients sont qu’ils présentent souvent une résistance inférieure à la traction et aux forces de compression, ainsi qu’une température d’application maximale inférieure. Cela doit être pris en compte, par exemple, lors du choix des rondelles en plastique.

Résistance chimique des plastiques sélectionnés

Le tableau suivant présente un aperçu de la résistance chimique des plastiques sélectionnés :

Résistance chimique des plastiques sélectionnés
  PC PPS RENY PEEK PVC PP PTFE PFA PVDF Céramique POM PA6 PA66 PA12
  Acides                          
Acide chlorhydrique 10 % o o x o o o o o o o x x x x
Acide sulfurique 10 % o o x o o o o o o o x x x ^
Acide sulfurique 50 % ^ x x x x - o o o ^ x x x x
Acide nitrique 10 % o o x o o o o o o ^ x x x x
Acide nitrique 50 % ^ x x x x - o o o ^ x x x x
Acide fluorhydrique 10 % o ^ x - - o o o o x x x x -
Acide chlorhydrique 50 % ^ x x x - ^ o o ^ x x x x -
Acide phosphorique o ^ x o o o o o o x x x x ^
Acide formique o o x ^ ^ o o o o - x x x x
Acide acétique o o x o ^ o o o o - ^ x x ^
Acide citrique o o ^ o o o o o o - ^ ^ ^ ^
Acide chromique o ^ x o o o o ^ o ^ - ^ - ^
Acide borique o o ^ o o o o ^ o ^ - ^ - o
  Alcools                          
Méthanol ^ o - o o - o o o o o - - ^
Butanol - - - o - - - - o - o - - -
Glycol o o - o - - o o - o o - - o
  Aldéhydes et cétones                          
Acétaldéhyde x - o o - o o o o o o - - ^
Acétone x o - o - - - - - - - - - -
Formaline - - - o - - - - - - - - - -
Méthyl éthyl cétone - - - o - - - - - - - - - -
  Alcali                          
Ammoniac x o o o o o o o o - x o o o
Hydroxyde de sodium 10 % - o o o o o o o o - ^ o o o
Hydroxyde de potassium 10 % x ^ o o o o o o o - ^ o o o
Hydroxyde de calcium o ^ x o o o o o o - o x x o
  Substances organiques halogénées                          
Tétrachlorure de carbone - - - o - - - - o - - - - -
Perchloroéthylène - - - o - - - - o - - - - -
Fréon 12 - - - o - - - - - - - - - -
  Hydrocarbures                          
Benzène x - - o - - - - o - - - - -
Toluène x o - o - - - - o - - - - -
Xylol - - - o - - - - - - - - - -
Cyclohexane - - - o - - - - ^ - - - - -
Napthalène - - - o - - - - - - - - - -
  Produits chimiques inorganiques                          
Eau o o o o o o o o o o o ^ ^ o
Sulfure d’hydrogène o o o o - o o o o - ^ o o o
Dioxyde de soufre - ^ o o - o o o - - o o o -
Chlorure de sodium o - o o - o o - o - o o o -
Salpêtre d’ammonium x o o o - o o o o - ^ o o -
Nitrate de sodium - o o o - o o o o - ^ o o o
Acétate de sodium x - o o - o o - o - o o o -
Carbonate de calcium o o o o - o o o o - o o o -
Chlorure de calcium o o o o - o o o o - o o o o
Chlorure de magnésium o o o o o o o o o - o o o -
Sulfate de magnésium o o o o o o o o o - o o o -
Sulfate de zinc o o o o - o o o o - ^ o o o
Peroxyde d´hydrogène o ^ ^ o o o o o o - x ^ ^ ^
  Produit chimique                          
Urée o - - o - o - - - - ^ - - -
Produit de nettoyage o - o o - o - - - - o o o -
o : peut être utilisé
^ = peut être utilisé dans certaines circonstances
x = ne peut pas être utilisé
- = absence de données

Exemple d’application : Douilles en plastique et rondelles en plastique

Les manchons d’écartement sont utilisés dans de nombreux designs pour créer une distance entre deux composants. Ils sont cylindriques et peuvent, par exemple, être en caoutchouc, en métal ou en plastique. L’objectif peut être d’isoler, de réduire la friction ou de contrôler le mouvement. Les entretoises en plastique offrent plusieurs avantages par rapport aux manchons d’écartement métalliques : Elles sont isolantes (thermiquement ou électriquement en fonction du matériau) et ont des propriétés similaires aux matériaux naturels. Les manchons en plastique se dilatent, par exemple, dans une mesure similaire au bois et à d’autres matériaux souples.

Leurs propriétés isolantes font des manchons en plastique le composant idéal en génie électrique, par exemple pour fixer les composants électroniques sur une carte de circuit imprimé ou pour un alignement correct et pour maintenir des distances de sécurité entre les composants. Les manchons d’écartement sont également souvent utilisés en génie mécanique pour maintenir les composants en position avec précision ou pour atténuer les vibrations et les bruits. Une autre option serait comme manchon de roulement ou aide au montage pour les composants légers.

  • 1 - Manchon en plastique avec guide
  • 2 - Arbre rotatif
  • 3 - Poulie de distribution
  • 4 - Roulement à billes
  • 5 - Corps de roulement avec palier
  • 6 - Roue motrice

Si des disques en plastique doivent être utilisés pour être conducteurs, MISUMI propose des versions conductrices et antistatiques en MC-Nylon en plus des versions standards.

Divers plastiques sont également utilisés dans les rondelles.. Ici aussi, l’isolation thermique et électrique est le critère clé de leur utilisation. MISUMI propose, par exemple, également des disques en plastique avec des propriétés de glissement. Les disques et manchons en fluoroplastique, par exemple, réduisent la résistance aux frottements dans les conceptions de charnières. En raison de leurs excellentes propriétés d’isolation thermique (le point de fusion peut atteindre 300 °C, selon la résistance et la composition), les disques Polyether Ether Ketone (PEEK) peuvent également être utilisés dans les lignes de chauffage et de refroidissement.