Plastiques Techniques

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1 Quadrant Guide Produits pour Bureaux d études Plastiques Techniques Guide Produits pour Bureaux d études You inspire... we materialize

2 Quadrant Engineering Plastic Products Présence globale You inspire... we materialize Quadrant hier: Les premières matières synthétiques techniques. Quadrant aujourd hui: La gamme la plus large pour le meilleur choix coût-effi cacité. Quadrant demain: De nouveaux produits pour de nouveaux besoins conçus par notre équipe de développement de produits et d applications. Pendant plus de 6 ans, les sociétés qui forment Quadrant ont développé de nouveaux matériaux répondant aux besoins en constante évolution de nos clients partout dans le monde. Notre succès est fondé sur l esprit innovateur et la totale collaboration entre nos spécialistes et nos partenaires, ce qui nous permet de pouvoir vous offrir la gamme la plus complète de matières synthétiques techniques présente sur le marché. Notre investissement dans l innovation se renforcera encore dans les années à venir, afi n de satisfaire vos exigences, toujours plus élevées, en matière de performance, de productivité et de valeur ajoutée. 2

3 Contenu Choix des matériaux et conseils sur la conception 6 Classification des plastiques 14 Jusqu à 31 C Plastiques techniques avancés pour plage de températures élevées jusqu à 31 C Duratron PBI 16 Duratron PI 17 Duratron PAI 18 Ketron PEEK 19 Techtron PPS 21 Caractéristiques clés des «Bearing Grades» 22 Quadrant PPSU 23 Quadrant 1 PSU 24 Conformité relative au contact alimentaire des plastiques techniques avancés 25 Duratron PEI 26 Symalit 1 PVDF 27 Symalit 1 ECTFE 28 Symalit 1 PFA 29 Fluorosint 3 Semitron ESd 32 Spécifications techniques des plastiques techniques avancés Dilatation thermique [CLTE] 34 Stabilité dimensionnelle 35 Module d élasticité 36 Déformation sous charge 38 Température d utilisation min. / max. 39 Température de fl échissement 4 Relaxation des contraintes 4 Résistance à l usure 42 Coeffi cient de frottement dynamique 43 Valeurs de pression x vitesse [PV] 44 3

4 Contenu Jusqu à 12 C Plastiques techniques généraux pour plage de températures moyennes jusqu à 12 C Ertalon Nylatron 46 Ertacetal Acetron MD 49 Conformité relative au contact alimentaire des plastiques techniques généraux 51 Ertalyte 52 Quadrant 1 PC 53 Spécifications techniques des plastiques techniques généraux Résistance chimique 54 Stabilité dimensionnelle 54 Module d élasticité 55 Contrainte de compression 55 Température d utilisation min. / max. 56 Relaxation des contraintes 57 Résistance à l usure 57 Coeffi cient de frottement dynamique 58 Valeurs de pression x vitesse [PV] 59 Jusqu à C Grades de polyéthylène pour plage de basses températures jusqu à C TIVAR 1 PE-UHMW Grades standard 6 TIVAR PE-UHMW Grades de spécialité 61 Borotron PE-[U]HMW 63 PE 5 PE-HMW 64 Tableau des Polyéthylènes 64 Conformité relative au contact alimentaire des plastiques PE-[UHMW] 65 4

5 Contenu Spécifications techniques des grades de polyéthylène Contrainte de traction 66 Rigidité 67 Résistance aux chocs [Charpy] 67 Dilatation thermique 68 Comportement du fl uage en traction 68 Résistance à l abrasion 69 Résistance à l usure 7 Coeffi cient de frottement dynamique 71 Produits «Life Science Grades» [LSG] Produits destinés aux secteurs industriels des sciences de la vie 72 Propriétés physiques 74 Capacités de production 86 Édition février 212 5

6 Lignes Directrices pour sélection et design Les plastiques sont de plus en plus utilisés pour remplacer d autres matériaux comme le bronze, l acier inoxydable, l aluminium et la céramique. Voici les raisons les plus fréquentes pour passer aux plastiques: Augmentation de la durée de vie de la pièce Elimination de la lubrifi cation Réduction de l usure des pièces d appui Basse densité et les forces d inertie donc également inférieurs Augmentation de la vitesse de production/de ligne [rendement/productivité] Réduction de la puissance nécessaire au fonctionnement de l équipement Réduction du poids Inertie et résistance à la corrosion Etant donné le grand nombre de matériaux plastiques disponibles aujourd hui, choisir le meilleur d entre eux peut s avérer intimidant. Voici des lignes directrices pour accompagner ceux qui sont moins familiers avec ces plastiques. 1ère étape Déterminez si le composant est utilisé dans une: Application d appui & d usure [par ex. palier ou pièce de contact en mouvement] OU Application structurelle [statique ou dynamique] La fonction du composant déterminée vous guidera vers un groupe de matériaux. Par exemple, les matériaux cristallins [comme le nylon, l acétal] surpassent les matériaux amorphes [comme le polysulfone Duratron PEI ou le polycarbonate] dans les applications de guidage et d usure. Vous pouvez toujours réduire votre choix parmi les groupes de matériaux en connaissant quels additifs conviennent le mieux à votre application. Les propriétés de tenue à l usure sont accrues par l ajout de MoS 2, de graphite, de fi bres de carbone et des lubrifi ants polymères [comme le PTFE, les cires]. Les propriétés structurelles sont améliorées par le renforcement de fi bres telles que les fi bres de verre ou de carbone. Après avoir déterminé la nature de l application [usure ou structurelle], vous pouvez réduire le choix du matériau en déterminant les exigences des propriétés mécaniques de l application. Pour les applications d usure et d appui, le premier élément à considérer est la performance d usure exprimée en facteur PV et facteur «k». Calculez le facteur PV [pression (psi) x vitesse (m/min)] requis en utilisant la fi gure 1, sélectionnez les matériaux dont les facteurs PV sont supérieurs au facteur PV que vous avez calculé pour votre application. Une sélection supplémentaire peut être faite en notant le facteur d usure «k» de vos matériaux choisis. En général, plus le facteur «k» est faible, plus longue sera la durée d utilisation du matériau. 6

7 Lignes Directrices pour sélection et design Fig. 1: Résistance à l usure et de pression x vitesse [*] 1 2 Facteur d usure Limitation de valeur PV pour une vitesse de glissement de,1 m/s 1,75 Facteur d usure [µm/km] VALEUR LA PLUS BASSE LA MEILLEURE VALEUR LA PLUS ÉLÉVEÉ LA MEILLEURE 1,5 1,25 1,75,5 Limitation de valeur PV [MPa.m/s],25 Techtron PPS Ertacetal C Ketron 1 PEEK Ertalon 66 SA Duratron D7 PI Fluorosint 5 Ertalon 6 PLA Nylatron GSM TIVAR 1 Techtron HPV PPS Fluorosint 27 Nylatron NSM Duratron CU6 PBI Fluorosint HPV Nylatron 73 XL Ketron HPV PEEK Ertalyte TX Duratron T431 PAI [*]: Voir détails des valeurs indiquées ci-dessus pages 42, 44, 57 et 59 Les composants structuraux sont communément conçus pour un maximum de contraintes opérées en continu, correspondant à 25 % de leur résistance à la traction à une température déterminée. Dans le cas de composants chargés statiquement, cette ligne directrice compense le comportement viscoélastique des plastiques, qui se traduit par du fl uage. La plupart des matériaux, y compris les métaux et les plastiques, montrent une déformation proportionnelle aux charges appliquées dans certaines limites. Etant donné que la contrainte [ ] est proportionnelle à la charge et que l allongement relatif [ ] est proportionnel à la déformation, cela implique aussi que la contrainte est proportionnelle à l allongement relatif. La loi de Hooke est applicable pour le calcul de cette proportionnalité. Contrainte [ ] = constante [E] Allongement relatif [ ] La constante [E] est appelée module d élasticité [connue aussi sous le nom de «module de Young»] et est un indicateur de la rigidité du matériau. Dans l industrie plastique, nous appliquons ici le module d élasticité généralement comme dérivé d un test de tension à court terme. Le point, auquel le matériau cesse d obéir à la loi de Hooke, est appelé sa limite de proportionnalité. Les contraintes inférieures à 1 % restent dans la limite élastique pour la plupart des plastiques techniques et, par conséquent, permettent généralement une analyse basée sur l hypothèse que le matériau est linéairement élastique [obéit à la loi de Hooke], homogène et isotrope. 7

8 Lignes Directrices pour sélection et design Le module d élasticité de la plupart des plastiques est fonction de la température [diminution du module avec élévation de la température]. Pour permettre le calcul de la déformation pour des charges de courte durée à des températures différentes, nous avons inclus dans cette brochure plusieurs graphes qui représentent la rigidité par rapport à la température de nos matériaux [voir page 36 et 55]. Quand la pièce plastique est sujette à une charge statique constante, elle se déforme rapidement sous une contrainte donnée approximativement par son module d élasticité à court terme [loi de Hooke] et continue de se déformer indéfi niment à un rythme plus lent, et si la charge est suffi samment élevée, ce sera jusqu à la rupture. Ce phénomène, qui se produit également à de très hautes températures dans les métaux structuraux, est appelé fl uage. Fig. 2: Comportement au fluage en traction de l Ertacetal C à 23 C [*] : différents niveaux de contrainte MPa 15 MPa 2 MPa 25 MPa 3 MPa 35 MPa Déformation [%] [*]: Basé sur les données du fournisseur de matières premières Temps de charge [h] Fig. 3: Courbe isométrique contrainte-temps pour une déformation de 2 % Fig. 4: Courbe isochrone contrainte déformation 4 6 Contrainte [MPa] % Déformation Contrainte [MPa] Temps de charge 1 h Temps de charge [h] Déformation [%] Les fi g. 2, 3 et 4 montrent les courbes isométriques contrainte-temps de quelques AEP à différentes températures. 8

9 Lignes Directrices pour sélection et design La déformation sous une charge statique est une fonction complexe qui dépend du niveau de contrainte, du temps et de la température appliqués, et en tant que telle, ne peut être représentée que par une série de graphes qui sont alors le résultat de nombreux tests de fl uage. Voir graphiques ci-dessous illustrant de telles courbes de fl uage pour l Ertacetal C. Les données de fl uage peuvent être présentées de différentes façons. A partir de la série basique des courbes de fl uage à une température donnée [fi g. 2], des courbes isométriques contrainte-temps [fi g. 3] ainsi que des courbes isochrones contrainte-allongement [fi g. 4 et 5] qui peuvent être dérivées, chaque type étant utile pour traiter un problème particulier. Les premières illustrent la diminution de contrainte avec le temps [relaxation de la contrainte] dans un matériau déformé sous un allongement constant comme c est le cas par exemple pour un manchon plastique emmanché dans un logement en acier. Les courbes isochrones contrainte-allongement permettent de calculer la contrainte maximale admissible quand la fonctionnalité des pièces plastiques en dépend, du fait qu elles soient allongées au-delà d une certaine limite après une période donnée de temps sous charge. 6 Fig. 5: Comportement au fluage en traction de l Ertacetal C à 23 C [*] Courbes isochrones contrainte déformation Temps de charge 1 h 5 4 Contrainte [MPa] h 1 h 1 h 1 h 1 h [*]: Basé sur les données du fournisseur de matières premières Déformation [%] La Fig. 5 illustre les courbes isochrones contrainte déformation de l Ertacetal C à 23 C pour un temps de charge de 1h à 1. h. 9

10 Lignes Directrices pour sélection et design 2ème étape Considérez les exigences thermiques de votre application en vous basant sur les conditions habituelles et les conditions extrêmes de fonctionnement. La résistance à la température d un matériau thermoplastique se caractérise à la fois par sa «température de fléchissement sous charge» et par sa «température de service maximale admissible en continu». «La température de fl échissement sous charge», autrefois appelée température de défl ection à chaud [HDT], est liée à un certain niveau de rigidité par rapport à une température élevée et est souvent considérée comme la limite maximale de température pour des composants non contraints, soumis à des contraintes thermiques de modérées à élevées. La température de service maximale admissible en continu est considérée généralement comme la température à partir de laquelle une dégradation permanente de propriétés physiques se crée et ceci après une exposition de longue durée. En fonction de l environnement [air, huile], de la propriété considérée, du critère de dégradation utilisé et du temps d exposition pris en considération, il peut exister plusieurs températures de service maximales admissibles pour un même matériau. A partir de cela, pour un même matériau nous pouvons avoir, par exemple, la température à laquelle se produit une diminution de 5 % de la résistance à la traction [mesurée à 23 C] par rapport à la valeur d origine après 2. heures d exposition à l air chaud, la température à laquelle se produit une diminution de 5 % de la résistance aux chocs [mesurée à 23 C] par rapport à la valeur d origine après 1. heures d exposition à l huile chaude, etc. Le point de fusion des matériaux plastiques semi-cristallins et la température de transition vitreuse des matériaux amorphes sont les limites de températures à court terme au dessous desquelles la stabilité en forme est maintenue. Pour la plupart des plastiques techniques, il est recommandé d éviter de les utiliser à ces températures-là ou au-delà de celles-ci. A noter toutefois que, dans de nombreux cas, la température de service maximale admissible dépend essentiellement de la durée et de la valeur de la contrainte mécanique à laquelle les matériaux sont soumis, par exemple, de la déformation maximale que l on peut admettre dans une application donnée [Fig. 6]. Fig. 6: Exemples de performance thermique Température de défl ection sous charge selon ISO 75 / Méthode A: 1.8 MPa [ C] C Ertalon 66SA Nylatron NSM Ertacetal C Ertalyte Fluorosint 5 Quadrant PPSU Techtron HPV PPS Ketron 1 PEEK Duratron T423 PAI Duratron CU6 PBI 45 C Température maximale d utilisation dans l air pour min. 2. heures [ C] 1

11 Lignes Directrices pour sélection et design 3ème étape Considérez l exposition chimique pendant l utilisation et le nettoyage. Quadrant fournit dans cette brochure des informations sur la compatibilité chimique comme une ligne directrice, bien que toute précision sur la tenue soit diffi cile car la concentration et la température du réactif chimique, le temps d exposition et le niveau de contrainte des pièces plastiques, jouent un rôle majeur pour défi nir l aptitude à l emploi. Ertalon /Nylatron, Ertacetal et Ertalyte conviennent généralement dans de nombreux environnements industriels. Les matériaux semi-cristallins hautement performants tels que Fluorosint, Techtron PPS et Ketron PEEK conviennent mieux pour les environnements chimiques agressifs [voir Fig. 7]. Un grand nombre de données indicatives sur la résistance chimique est disponible sur notre site internet. Nous recommandons fortement, toutefois, de réaliser des tests préliminaires sur un prototype dans des conditions d utilisation fi nale pour déterminer si le matériau plastique sélectionné convient défi nitivement pour une application donnée. Fig. 7: Positionnement température résistance chimique 45 Température de défl ection sous charge selon ISO 75 / Méthode A: 1.8 MPa [ C] AEP imidisé AEP renforcé semi-cristallin GEP + AEP amorphe Quadrant PPSU Duratron PEI Ertacetal Ertalon 66 SA Duratron PBI Duratron PI Duratron PAI Ketron CA3 PEEK Ketron GF3 PEEK AEP non renforcé semi-cristallin Ketron 1 PEEK Techtron PPS Fluorosint Faible Moyenne résistance chimique Élevée 11

12 Lignes Directrices pour sélection et design 4ème étape STEP 5 Avant de passer aux étapes 5 à 7, il est sans doute approprié de considérer des caractéristiques complémentaires des matériaux: Résistance/résilience relative aux chocs, stabilité dimensionnelle et la conformité aux règlementations. Les matériaux ayant un allongement à la rupture et une résistance aux chocs plus élevés sont généralement plus tenaces et moins sensibles à l entaille pour les applications nécessitant une tenue aux chocs [voir les tableaux de propriétés plus loin dans cette brochure]. Les plastiques techniques peuvent se dilater et se contracter avec les changements de températures 2 à 2 fois plus que l acier. Le coeffi cient de dilatation thermique linéaire [CLTE], lui-même dépendant de la température comme illustré par exemple dans les pages 34 et 56 [le CLTE augmente quand la temperature augmente], est utilisé pour le calcul de la dilatation des pièces plastiques. Les valeurs CLTE sont fournies à titre de valeurs moyennes dans différentes plages de températures dans les tableaux des propriétés dans cet ouvrage. L absorption d eau infl uence également la stabilité dimensionnelle car elle provoque un gonfl ement et ses effets sont particulièrement prononcés dans le cas des nylons 6 et 66. Les effets de l humidité environnementale ainsi que les fl uctuations de température doivent être prises en compte dans le design de la pièce, en ce qui concerne les formes, les assemblages et les tolérances d usinage. Il est souvent demandé d attester la conformité aux exigences gouvernementales ou à aux autres règlementations concernant le contact avec les denrées alimentaires [par exemple, la directive européenne 22/72/CE, la 1935/24 EC les règlements sur les additifs alimentaires de l administration américaine US Food and Drug Administration, etc.], le contact avec l eau potable [par exemple NSF, WRAS, ACS etc.], l utilisation dans les équipements laitiers [par exemple 3-A Dairy], l infl ammabilité [par exemple UL 94], etc. Vérifi ez sur notre site internet, ou consultez-nous, pour obtenir les informations et les déclarations les plus récentes sur ces thèmes. 5ème étape Sélectionnez, pour votre pièce, le demi-produit ayant le meilleur rapport coût-performance. Quadrant propose aux designers la plus grande disponibilité en dimensions et en forme de demi-produits. Assurez-vous de rechercher toutes les possibilités de demi-produits. Vous pouvez réduire vos coûts de fabrication en obtenant la forme la plus adaptée à l obtention de votre pièce fi nie. Considérez les nombreuses alternatives de transformation de Quadrant. Pour: Grandes longueurs Sections plus petites Barre ronde, plaque et tube Demi-produits larges [sections lourdes] Barre ronde, plaque et tube Produits proches de leurs dimensions fi nales Pièces coulées sur mesure Des formes variées dans des matériaux techniques avancés Barre ronde, disque, plaque et tube Petites formes et parois minces dans des matériaux techniques avancés Grands volumes [> 1, pièces] Choisissez: Extrusion Coulage Moulage par compression Moulage par injection A noter: après avoir choisi le matériau plastique, veuillez tenir compte que des différences peuvent survenir dans les propriétés physiques en fonction des process de fabrication utilisés pour obtenir le matériau. Par exemple: Les pièces moulées par injection présentent généralement une plus grande anisotropie [propriétés dépendantes de la direction] que les produits extrudés et elles peuvent aussi montrer une plus faible résistance à l usure [en fonction du degré de cristallinité dépendant des temps de refroidissement]. Les produits extrudés présentent un comportement légèrement anisotrope. Les produits moulés par compression sont plus isotropes [propriétés identiques dans toutes les directions]. 12

13 Lignes Directrices pour sélection et design 6ème étape Déterminez l usinabilité de votre sélection de matériaux. L usinabilité peut être aussi un critère de sélection du matériau. Tous les produits Quadrant mentionnés dans ce site sont à contrainte interne réduite [process de fabrication, stabilisation] pour une usinabilité améliorée. Ceci garantit généralement une stabilité dimensionnelle optimale pendant et après l usinage. Toutefois, il est recommandé d appliquer une procédure de stabilisation intermédiaire après les opérations d ébauche et avant les opérations de fi nition des pièces, quand les pièces à usiner doivent satisfaire des exigences strictes en matière de stabilité dimensionnelle [tolérances, déformation, voilage] et/ou quand l usinage provoque des modifi cations de section asymétriques et/ou importants. En général, les nuances renforcées par de la fi bre de verre et de carbone sont considérées plus abrasives sur les outils, sont plus sensibles à l entaille pendant l usinage et montrent une anisotropie plus importante que les nuances vierges. En raison de leur extrême dureté, l usinage des matériaux «imidized» [par ex. le Duratron PAI, le Duratron PI et le Duratron PBI] peut être plus diffi cile. Il est recommandé d utiliser des outils diamants poly-cristallins et carbures pendant l usinage de ces matériaux. Un tableau d usinabilité relative est fourni ci-dessous [1 à 6 ; 1 = le plus simple] pour vous aider à déterminer l usinabilité TIVAR Acetron /Ertacetal Semitron ESd Nuances Ertalon et Nylatron Symalit 1 PVDF, 1 ECTFE & 1 PFA Fluorosint 27, 5 & HPV Semitron ESd 5HR 3. Ertalyte Ertalyte TX Ketron 1 PEEK Ketron TX PEEK Techtron PPS Duratron T423 & T453 PAI Quadrant 1 PC Quadrant PPSU Quadrant 1 PSU Duratron U1 PEI 4. Ertalon 66-GF3 Techtron HPV PPS Ketron HPV PEEK Duratron T431 & T451 PAI 5. Ketron GF3 PEEK Ketron CA3 PEEK Duratron T553 PAI Semitron ESd 41C & 52HR 6. Fluorosint MT-1 Duratron CU6 PBI Duratron D7 PI 7ème étape Assurez-vous de recevoir la matière que vous spécifiez. Les propriétés énumérées dans les listes de ce site concernent uniquement les matériaux de Quadrant EPP. Assurez-vous de ne pas approvisionner un produit de qualité inférieure. Demandez les certifi cats de conformité matière au moment de la commande. Remarque technique: Tous les matériaux ont des limites intrinsèques qui doivent être considérées au moment du design des pièces. Pour une meilleure compréhension de ces limites, chaque matériau présenté sur ce site a une section «Remarque technique» pour clarifi er ces valeurs. Nous espérons que notre implication concernant les résistances et les faiblesses des matériaux simplifi era votre processus de sélection. Pour obtenir des informations complémentaires, veuillez contacter le département du service technique de Quadrant EPP. 13

14 Classifi cation des plastiques La pyramide des matériaux classe les thermoplastiques les plus communs en fonction de leur performance thermique. Parmi ces matériaux, différentes «familles» peuvent être identifi ées, toutes présentant une performance élevée en utilisation dans de nombreuses applications. Duratron PAI Semitron ESd 52HR Semitron ESd 41C Duratron PEI Quadrant PPSU Quadrant PSU Quadrant PC Quadrant PPO PERFORMANCE [RÉSISTANCE THERMIQUE] 23 C [45 F] 12 C [25 F] 65 C [15 F] Duratron PBI Duratron PI Semitron ESd 48,49,5 HR Ketron PEEK Techtron PPS Fluorosint PTFE Symalit PVDF, ECTFE, FEP Ertalyte PET-P Semiton ESd 225 Nylatron / Ertalon PA Acetron / Ertacetal POM TIVAR UHMW-PE PMMA ABS PS PVC amorphe semi-cristallin Sanalite PP Sanalite HDPE/PP PE 5 14

15 Classifi cation des plastiques Les produits semi-cristallins Ertalon /Nylatron offrent une bonne résistance mécanique et rigidité, une haute résilience, un faible coeffi cient de frottement et une très bonne résistance à l usure. Ces propriétés en font des produits de substitutions adaptés à une large variété de matériaux, du métal au caoutchouc. Ertacetal procure une résistance mécanique et une rigidité élevées ainsi qu une stabilité dimensionnelle accrue. En tant que matériau semi-cristallin, l Ertacetal se caractérise par un faible coeffi cient de frottement et de bonnes propriétés de tenue à l usure. Ertalyte matériau semi-cristallin non renforcé, offre une très bonne stabilité dimensionnelle, combinée à une excellente résistance à l usure, un faible coeffi cient de frottement, des résistances au fl uage, mécanique et aux solutions acides modérées. Bien que présentant une résistance mécanique, une rigidité et une résistance au fl uage considérablement plus faibles que les Ertalon/Nylatron, Ertacetal et Ertalyte, la gamme des produits TIVAR PE-UHMW satisfait la demande de nombreuses industries à partir de températures cryogéniques et jusqu à des températures de +1 C. Ces matériaux possèdent une excellente résistance aux chocs, à l usure et à l abrasion, un faible coeffi cient de frottement et d excellentes propriétés anti-colmatantes. Les Duratron PBI, Duratron PI et Duratron PAI obtiennent des performances maximales aussi bien dans les applications structurelles que dans les applications de frottement et d usure! Caractérisés par une résistance à des températures extrêmes [jusqu à 31 C en continu pour Duratron PBI], ces matériaux sont performants là où d autres échouent. Les matériaux semi-cristallins Ketron PEEK, Techtron PPS, Fluorosint et Symalit PVDF offrent typiquement une combinaison d excellentes propriétés chimiques et mécaniques, également à des températures élevées. Il est possible d utiliser ces matériaux tant pour des applications structurelles que pour des applications de frottement et d usure. Le Symalit ECTFE et notamment le Symalit PFA présentent une excellente résistance chimique et thermique, combinée à des propriétés d isolation électrique et diélectrique remarquables. Les produits Quadrant PPSU, Quadrant PSU et Duratron PEI présentent une excellente conservation des propriétés mécaniques jusqu à leur température de transition vitreuse et d excellentes propriétés électriques. En outre, leur résistance à l hydrolyse [notamment pour la stérilisation] offre de grandes possibilités pour les pièces structurelles dans les industries médicale, pharmaceutique et laitière. A partir du produit acétal Semitron ESd 225, un produit acétal, capable de dissipation des charges électrostatiques - jusqu au Semitron ESd 52HR, un produit polyamide-imide, capable de dissipation des charges électrostatiques: quatre produits Semitron ESd sont disponibles pour des besoins de dissipation de charges électrostatiques dans une large plage de températures et de conditions de charge mécanique. 15

16 Plastiques techniques avancés pour plage de températures élevées Duratron CU6 PBI Polybenzimidazole [PBI] Duratron CU6 PBI est le thermoplastique technique le plus performant disponible actuellement. Grâce à son profi l de propriété unique, Duratron CU6 PBI peut apporter la solution ultime quand aucun autre matériau plastique ne peut y parvenir. Caractéristiques principales Température de service maximum admissible dans l air extrêmement élevée [31 C en continu, allant jusqu à 5 C pour des périodes courtes] Excellent maintien de la résistance mécanique, de la rigidité et de la résistance au fl uage dans une large plage de températures Excellent comportement, résistant à l usure et au frottement Coeffi cient de dilatation thermique linéaire extrêmement faible Résistance exceptionnelle aux rayonnements à haute énergie [rayons gamma et rayons X] Faible infl ammabilité intrinsèque Haute pureté en termes de contamination ionique Bonnes propriétés diélectriques et d isolation électrique Nuances Duratron CU6 PBI [PBI; noir] Duratron CU6 PBI offre la résistance la plus élevée à la température et le meilleur maintien de la propriété mécanique au-delà de 2 C parmi tous les thermoplastiques non chargés. Le Duratron CU6 PBI est très «pur» en termes d impuretés ioniques et ne libère pas de gaz [sauf de l eau]. Ces caractéristiques rendent ce matériau extrêmement attractif pour les industries de haute technologie telles que les industries des semiconducteurs et de l Aéronautique. Habituellement, le Duratron CU6 PBI est utilisé pour réaliser des composants critiques afi n de diminuer les coûts de maintenance et gagner un «temps» précieux pour la production. Il est utilisé pour remplacer des métaux et des céramiques dans les composants de pompe, sièges de valves [valves de haute technologie], coussinets, galets, systèmes d isolation haute température. Remarque technique: Les composants fabriqués avec des tolérances très serrées doivent être stockés dans des emballages étanches [habituellement des «polybags» avec produits dessiccatifs] pour éviter des variations dimensionnelles dues à l absorption d humidité. Les pièces chargées d humidité et exposées rapidement à des températures supérieures à 2 C doivent être «séchées» avant utilisation ou stockées séchées pour éviter toute déformation due au choc thermique. 16

17 Plastiques techniques avancés pour plage de températures élevées Duratron PI Polyimide [PI] Duratron PI offre une combinaison de propriétés, qui lui permet d exceller dans des applications demandant une faible usure et une longue durée de vie dans des environnements diffi ciles. Le Duratron PI est une valeur exceptionnelle pour les applications, pour lesquelles les exigences thermiques excluent le Duratron PAI et ne requièrent pas l extraordinaire résistance thermique du Duratron CU6 PBI. Par conséquent, les pièces en Duratron PI sont utilisées pour des applications très exigeantes dans les industries telles que l automobile, l aéronautique, la défense, l industrie du Verre, le nucléaire et le semi-conducteur. Caractéristiques principales Température de service maximum admissible dans l air extrêmement élevée [24 C en continu, allant jusqu à 45 C pour des périodes courtes] Excellent maintien de la résistance mécanique, de la rigidité et de la résistance au fl uage dans une large plage de températures Bonnes propriétés de glissement et excellente résistance à l usure Très bonne stabilité dimensionnelle Faible infl ammabilité intrinsèque Bonnes propriétés diélectriques et d isolation électrique [concerne uniquement le Duratron D7 PI] Faible dégagement de gaz dans le vide [matériau sec] Haute pureté en termes de contamination ionique [Duratron D7 PI] Excellente résistance aux rayonnements à haute énergie Applications Sièges de valves et de pompes, joints et surfaces d usure, pièces structurelles et d usure pour la fabrication de semi-conducteurs et d éléments électroniques, pièces de dispositifs de fi xation et de manutention pour la fabrication du verre et de plastiques, remplacement de pièces métalliques dans l aéronautique. Nuances Le Duratron PI est disponible dans plusieurs nuances pour les applications structurelles et d usure, et dans la plus grande gamme de demi-produits, en particulier des plaques de forte épaisseur, de grande largeur et des tubes à fortes parois. Duratron D7 PI [PI; naturel (marron)] Le Duratron D7 PI - nuance de base de la famille des Duratron PI - est fabriqué à partir d une résine polyimide non chargée qui procure des propriétés physiques maximales et la meilleure isolation thermique et électrique. Duratron D715G PI [PI + graphite; gris-noir] Cette nuance contient 15 % de graphite ajouté qui combine faible coeffi cient de frottement et grande résistance à l usure. 17

18 Plastiques techniques avancés pour plage de températures élevées Duratron PAI Polyamide-imide [PAI] Grâce à leurs performances polyvalentes et à leur utilisation prouvées dans un large domaine d applications, les demi-produits en Duratron polyamide-imide [PAI] sont proposés dans des nuances extrudées et moulées par compression. Pour les applications à des températures élevées, ce matériau avancé offre une excellente combinaison de performance mécanique et de stabilité dimensionnelle. Caractéristiques principales Température d utilisation maximale admissible dans l air très élevée [25 C en continu] Excellent maintien de la résistance mécanique, de la rigidité et de la résistance au fl uage dans une large plage de températures Superbe stabilité dimensionnelle jusqu à 25 C Excellent comportement au frottement et à l usure [en particulier Duratron T431 PAI & T451 PAI] Très bonne résistance aux rayons UV Résistance exceptionnelle aux rayonnements à haute énergie [rayons gamma et rayons X] Faible infl ammabilité intrinsèque Nuances Duratron T423 PAI [extrudé] [PAI; jaune ocre] Duratron T453 PAI [moulé par compression] [PAI; jaune ocre] Duratron T423 PAI offre la meilleure résilience et résistance aux chocs de tous les produits Duratron PAI. Cette nuance Duratron PAI extrudée est très utilisée pour les pièces de précision dans les équipements de haute technologie. De plus, sa bonne aptitude d isolation électrique procure de nombreuses possibilités dans le domaine des composants électriques. La composition du Duratron T453 PAI moulé par compression est similaire à celle du Duratron T423 PAI et il est sélectionné quand on a besoin de demi-produits de plus grandes dimensions. Duratron T431 PAI [extrudé] [PAI + graphite + PTFE; noir] Duratron T451 PAI [moulé par compression] [PAI + graphite + PTFE; noir] L ajout de PTFE et de graphite apporte une résistance plus élevée à l usure et un plus faible coeffi cient de frottement comparé au produit vierge ainsi qu une tendance plus faible au «stick-slip». Le Duratron T431 PAI présente également une excellente stabilité dimensionnelle dans une large plage de températures. Cette nuance Duratron PAI extrudée est excellente dans des applications sévères à usure importante telles que les pièces de glissement non-lubrifi ées, les joints, les cages de roulements et les pièces de compresseurs à mouvement alternatif. La composition du Duratron T451 PAI moulé par compression est similaire à celle du Duratron T431 PAI et il est sélectionné quand on a besoin de demi-produits de plus grandes dimensions. Duratron T553 PAI [moulé par compression] [PAI-GF3; noir] Cette nuance, renforcée par 3 % de fi bres de verre, offre une rigidité, une résistance mécanique et une résistance au fl uage supérieures à celles des nuances de Duratron PAI mentionnées ci-dessus. Elle convient bien pour les applications structurelles soumises pendant de longues périodes à de fortes charges statiques à des températures élevées. De plus, Duratron T553 PAI présente une excellente stabilité dimensionnelle jusqu à 25 C, ce qui le rend extrêmement utilisé pour les pièces de précision dans l industrie électronique et des semi-conducteurs par exemple. L application du Duratron T553 PAI pour les pièces de glissement doit être toutefois examinée soigneusement étant donné que les fi bres de verre ont tendance à user la contre surface. Remarque technique: 18 Le Duratron PAI ayant un taux d absorption d humidité relativement élevé, les pièces opérant à des températures élevées ou fabriquées dans des tolérances serrées doivent être stockées sèches avant utilisation. Si des pièces chargées d humidité sont exposées rapidement à des températures supérieures à 2 C, il peut se produire un choc thermique entraînant des déformations.

19 Plastiques techniques avancés pour plage de températures élevées Ketron PEEK Polyétheréthercétone [PEEK] La famille de matériaux Ketron PEEK a pour base la résine polyétheréthercétone. Ce matériau semi-cristallin avancé présente une combinaison unique de hautes propriétés mécaniques alliées à une grande résistance à la température et une excellente résistance chimique qui en font le plus connu des matériaux plastiques avancés. Caractéristiques principales Température de service maximale admissible dans l air très élevée [25 C en continu, allant jusqu à 31 C pour des périodes courtes] Hautes résistance mécanique, rigidité et résistance au fl uage, également à des températures élevées Excellente résistance chimique et à l hydrolyse Très bonne stabilité dimensionnelle Excellent comportement à l usure et au frottement Faible infl ammabilité intrinsèque et très faibles niveaux de développement de fumée pendant la combustion Excellente résistance aux rayonnements à haute énergie [rayons gamma et rayons X] Bonnes propriétés d isolation électrique et diélectriques [excepté pour Ketron HPV et CA3 PEEK] Applications Le Ketron PEEK est souvent utilisé pour remplacer le PTFE quand une plus grande capacité de charge mécanique est requise ou quand une résistance supérieure à l usure est nécessaire. Le Ketron PEEK est sélectionné généralement en remplacement de composants métalliques, composants de pompe, sièges de valves, coussinets, galets, engrenages, isolateurs résistant à de hautes températures, pièces exposées à l eau bouillante ou à la vapeur sont des exemples de composants fabriqués à partir de nuances PEEK. Nuances Ketron 1 PEEK [PEEK; naturel (gris brunâtre), noir - disponible comme Food Grade, voir page 25] Les demi-produits Ketron PEEK-1 sont produits à partir de résine polyétheréthercétone et offrent la résilience et la résistance aux chocs les plus élevées de toutes les nuances Ketron PEEK. Les deux nuances de Ketron 1 PEEK naturel et noir peuvent être stérilisées avec des méthodes de stérilisation traditionnelles [vapeur, chaleur sèche, oxyde éthylène et rayonnement gamma]. En complément, la composition des matériaux bruts utilisés pour la fabrication des demi-produits en Ketron 1 PEEK est conforme aux législations appliquées dans les Etats membres de l Union européenne [Directive 22/72/CE et ses amendements] et des Etats-Unis d Amérique [FDA] relatives aux matériaux et articles en matière plastique destinés à entrer en contact avec les denrées alimentaires. Ketron GF3 PEEK [PEEK-GF3; naturel (gris brunâtre)] La nuance renforcée par 3 % de fi bres de verre [couleur gris-brunâtre] offre une rigidité et une résistance au fl uage plus élevées que le Ketron 1 PEEK et a une bien meilleure stabilité dimensionnelle. Ce produit est très approprié pour les applications structurelles supportant de fortes charges statiques pendant de longues périodes et à des températures élevées. L aptitude du Ketron GF3 PEEK pour les pièces de glissement doit être toutefois examinée soigneusement, étant donné que les fi bres de verre ont tendance à user la contre-surface. 19

20 Plastiques techniques avancés pour plage de températures élevées Ketron PEEK Polyétheréthercétone [PEEK] Ketron HPV PEEK [PEEK + CF + PTFE + graphite; noir] L addition de fi bres de carbone, de PTFE et de graphite au PEEK vierge résulte en un produit Ketron PEEK qualité Bearing Grade [couleur: noir]. Ses excellentes propriétés tribologiques [faible usure, longue utilisation et hautes capacités PV (pression x vitesse)] rendent cette nuance appropriée notamment pour les applications d usure et de frottement. Ketron CA3 PEEK [PEEK-CF3; noir] Cette nuance renforcée par 3 % de fi bres de carbone [couleur: noir] combine une rigidité, une résistance mécanique et au fl uage encore plus élevées que le Ketron GF3 PEEK et une résistance optimale à l usure. De plus, comparées au PEEK non renforcé, les fi bres de carbone réduisent considérablement la dilatation thermique et procurent une conductivité thermique 3,5 fois supérieure, dissipant la chaleur de la surface de la pièce de glissement plus rapidement, améliorant la durée de vie de la pièce de glissement et les capacités de PV [pression x vitesse]. Ketron TX PEEK [PEEK + lubrifiant solide; bleu - disponible comme Food Grade, voir page 25] Ce produit de la famille Ketron PEEK [couleur: bleu] a été développé spécialement pour l industrie alimentaire. Comme pour le Ketron 1 PEEK, la composition de ce nouveau matériau à lubrifi ant incorporé est conforme au contact avec les aliments. Le produit présente toutefois une résistance à l usure et au frottement très supérieure, ce qui le rend spécialement approprié pour une grande variété d applications de glissement et d usure dans la plage de températures de service comprises entre 1 et 2 C. Ketron CLASSIX TM LSG PEEK [PEEK; pour applications Life Science; blanc] Ketron LSG CA3 PEEK [PEEK; pour applications Life Science; gris foncé] Ketron LSG GF3 PEEK [PEEK; pour applications Life Science; bleu (RAL 519)] Ketron LSG PEEK [PEEK; pour applications Life Science; naturel noir] Avec son portefeuille de produits plastiques techniques des Sciences de la Vie [Life Science Grade Engineering Plastic Products], développé spécialement pour les applications dans les industries médicale, pharmaceutique et biotechnologique, Quadrant propose des demi-produits plastiques techniques biocompatibles naturels pour l usinage dont les KETRON CLASSIX TM LSG PEEK blanc, KETRON LSG CA3 PEEK, KETRON LSG GF3 PEEK bleu [RAL 519] et KETRON LSG PEEK naturel / noir avec conformité certifi ée USP Class VI and ISO 1993 [voir aussi page 73]. Remarque technique: La rigidité de tous les produits PEEK diminue de manière signifi cative et le taux de dilatation augmente au-delà de sa température de transition vitreuse [Tg] de 15 C [3 F]. Un matériau comme le Duratron PAI conviendrait mieux pour des pièces de glissement avec des tolérances serrées ou des joints soumis à des températures supérieures à 15 C [3 F]. Comme la plupart des matériaux renforcés, les Ketron GF3 PEEK, HPV PEEK, CA3 PEEK et TX PEEK présentent une résilience et une résistance aux impacts modérées. C est pourquoi, tous les angles «internes» aux pièces fabriquées à partir de ces matériaux doivent avoir un rayon supérieur à 1 mm et des arêtes chanfreinées pour optimiser la résilience des pièces. 2

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