Arkema présente son offre dédiée aux nanomatériaux
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- Tiphaine St-Louis
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1 Arkema présente son offre dédiée aux nanomatériaux Les nanotubes de carbone, Graphistrength Les copolymères à blocs acryliques, Nanostrength Sa technologie de polymérisation radicalaire contrôlée, BlocBuilder Acteur de la chimie mondiale et leader incontournable dans le domaine des matériaux nanostructurés, Arkema poursuit son engagement dans ces développements, avec trois familles de produits : les nanotubes de carbone, sous le nom de marque Graphistrength, une gamme de copolymères à blocs acryliques, les Nanostrength, et la technologie exclusive de polymérisation radicalaire contrôlée Blocbuilder. Images microscopiques Arkema Images microscopiques de matériaux nanostructurés avec des Nanostrength Image microscopique Arkema Reconstitution d un nanotube de carbone Arkema multiparois Surface d un grain de nanotubes de carbone brut à la sortie du réacteur Contacts Arkema Développement : Graphistrength : Jean-Marc Corpart Tél : + 33 (0) jean-marc.corpart@arkema.com Nanostrength et BlocBuilder : Daniel Lebouvier Tél :+ 33 (0) daniel.lebouvier@arkema.com
2 Arkema, un chimiste dans la course au niveau mondial sur le marché des nanotubes de carbone avec ses Graphistrength Il y a deux ans, Arkema inaugurait un site de production pilote d une capacité de 10 tonnes de nanotubes de carbone par an à Lacq en France, première étape qui s inscrivait dans la perspective d un vrai projet industriel. En parallèle, Arkema a mis en place au sein de ses équipes une ambitieuse démarche de développement dans le domaine des nanomatériaux. Les résultats acquis au cours de ces travaux font aujourd hui d Arkema un acteur mondial majeur, disposant d une propriété intellectuelle forte et de procédés industriels performants. Arkema s engage maintenant résolument dans la fabrication à l échelle industrielle de nombreux produits à base de nanotubes de carbones et propose une offre étoffée tout en participant à de nombreux partenariats de recherche au niveau mondial établis avec des laboratoires publics, universités, transformateurs et industriels leaders dans leur secteur d activité. Dans l ensemble de ses démarches, Arkema privilégie une démarche responsable et respectueuse de l environnement. Des perspectives de développement dans de nombreuses applications Les nanotubes de carbone sont utilisés comme additifs dans les matériaux, tels que les composites thermodurcissables, les thermoplastiques ou les caoutchoucs. Ils offrent de formidables perspectives dans de nombreuses applications, grâce à leurs propriétés mécaniques exceptionnelles et à leur conductivité électrique et thermique, de l amélioration de matériaux existants à la création de nouveaux matériaux dans les secteurs de l aérospatial, du sport et de l industrie automobile. De nouveaux domaines font également l objet d études, en particulier celui de l énergie avec la mise au point de systèmes de stockage de l énergie plus performants comme les super capacités, les piles à combustibles ou les batteries lithium ion. Nanotubes de carbone d Arkema, une offre qui ne cesse de s enrichir Arkema développe des nanotubes de carbone multi-parois, de qualité élevée et constante sous la marque Graphistrength. Grâce à leurs propriétés intrinsèques très élevées, les Graphistrength peuvent être utilisés en très petite quantité de manière adéquate. Ils apportent alors aux matériaux dans lesquels ils sont incorporés des caractéristiques exceptionnelles en termes de propriétés mécaniques ou de conductivité électrique. Depuis deux ans, Arkema améliore et enrichit en permanence son offre de nanotubes de carbone pour répondre aux besoins et exigences de ses clients et partenaires de recherche. Ainsi, la gamme des Graphistrength comprend maintenant, à côté des grades de nanotubes de carbone en poudre, de nouveaux mélanges maîtres formulés : Graphistrength C100 et U100 : poudres de nanotubes de carbone multi-parois de haute pureté (respectivement > 90 et > 97%), destinés à une grande variété d applications dans les matériaux thermoplastiques, les composites thermodurcissables, les élastomères, les revêtements et les matériaux d électrodes pour les batteries.
3 Des mélanges maîtres formulés à base de nanotubes de carbone dispersés dans des matrices thermoplastiques ou thermodurcissables. Ces nouveaux produits de la gamme Graphistrength permettent d assurer aux utilisateurs une dispersion optimale des nanotubes de carbone et une mise en œuvre particulièrement sécurisée. Plusieurs grades sont dorénavant disponibles sur le marché et la gamme ne cesse de s enrichir. Un partenariat stratégique avec Zyvex Performance Materials dans le domaine des composites thermodurcissables Zyvex Performance Materials a développé dans ses laboratoires la technologie Kentera qui permet d optimiser l action des nanotubes de carbone lorsqu ils sont introduits dans des matériaux composites avec des résultats spectaculaires en terme d amélioration des propriétés mécaniques. Arkema et Zyvex Performance Materials collaborent depuis plusieurs années dans ce domaine d application : des produits à base de nanotubes de carbone Graphistrenth incorporant la technologie Kentera sont d ores et déjà développés sur le marché américain par Zyvex Performance Materials sous le nom de marque Epovex. Aujourd hui, Arkema et Zyvex Performance Materials renforcent encore leur partenariat dans la perspective d une distribution mondiale de ce type de produits qui devrait être effective d ici quelques mois. Graphistrength : Jean-Marc Corpart Tél : + 33 (0) jean-marc.corpart@arkema.com
4 Nanostrength, une offre unique de copolymères à blocs acryliques A l ère des nanotechnologies, modifier la matière à l échelle du nanomètre apporte des compromis de propriétés très intéressants. Mais aujourd hui ces nouvelles nanotechnologies ont donné lieu à très peu de réalisations industrielles. Le principal frein est la difficulté d organiser la matière à cette échelle par des techniques industrielles. Ainsi, longtemps, les matériaux composites n ont pas pu bénéficier des nanotechnologies. Pour répondre à ce besoin, Arkema a mis au point une solution de copolymères à blocs acryliques, les Nanostrength. Arkema est aujourd hui le premier chimiste au monde à commercialiser une telle gamme, dont l innovation majeure consiste en un bloc acrylique miscible avec de nombreux polymères dont la plupart des résines epoxy industrielles. Il existe deux familles de Nanostrength : : - Les copolymères MAM à deux blocs poly(méthylméthacrylate) et bloc central de poly(butylacrylate) - Les copolymères SBM de polystyrène, polybutadiène et polyméthylméthacrylate. Les copolymères à bloc sont constitués de plusieurs segments distincts de nature chimique différente. De par leur nature même, ils sont organisés à l échelle de la molécule. L élément moteur de cette organisation la thermodynamique est très puissant : il a le pouvoir d organiser, de manière extrêmement reproductible et précise, l agencement des molécules de tout polymère miscible avec un des blocs du copolymère auquel il sera mélangé. La nanostructuration est induite par de fortes répulsions entre les blocs centraux et latéraux. Les Nanostrength apportent aux polymères qui l incorporent les propriétés suivantes : - une résistance mécanique accrue sans perte des propriétés intrinsèques de la matrice, - une nanostructuration parfaitement reproductible, - la compatibilité et la dispersion régulière des charges Les Nanostrength trouvent des applications dans de nombreux marchés dont : - les adhésifs, - les revêtements, - les matériaux de pointe pour le secteur aérospatial, le sport, l industrie automobile, - les élastomères thermoplastiques. Nanostrength : Daniel Lebouvier Tél :+ 33 (0) daniel.lebouvier@arkema.com
5 La technologie de polymérisation radicalaire contrôlée BlocBuilder, une technologie exclusive d Arkema Arkema utilise et promeut une technologie unique dont elle est à l origine : la polymérisation radicalaire contrôlée par les nitroxydes. Cette technologie, connue sous le nom de Blocbuilder, permet de produire des copolymères dotés d une architecture fortement contrôlée, et ceci dans des équipements industriels classiques. La technologie BlocBuilder consiste en un précurseur et un agent de contrôle de polymérisation à base de nitroxyde assemblés en une seule molécule. Tandis que la copolymérisation de deux ou de plusieurs monomères avec des précurseurs radicalaires traditionnels conduit à des polymères à structures moléculaires aléatoires (les propriétés sont une moyenne de celles des monomères utilisés), BlocBuilder représente une méthode simple et fiable permettant de produire des structures de copolymères séquencées innovantes (l ordonnancement des molécules des deux polymères est maîtrisé) dotées de propriétés spécifiques inhérentes à chacune des phases polymériques. La technologie BlocBuilder possède de nombreux autres avantages : adaptabilité du procédé (masse, solvant et aqueux), large sélection de types de monomères (styréniques, acryliques, méthacryliques, fonctionnels, etc.), et absence de sous-produits métalliques ou soufrés. La technique de polymérisation radicalaire contrôlée Blocbuilder permet la conception de produits d architectures et de compositions très différentes, dont les copolymères séquencés, fonctionalisés, à gradient, les systèmes hybrides organiques/inorganiques, les polymères étoilés, les polymèresbrosses, etc. Les possibilités d utilisation de Blocbuilder sont variées : modification des polymères thermoplastiques et thermodurcissables (résistance à l impact, amélioration des qualités optiques), dispersants pour peintures et encres, latex pur peinture, adhésifs, encapsulation et diffusion contrôlée de composés actifs, additifs d huiles et de lubrifiants, stabilisants de dispersion, modification de surface. Cette technologie a reçu récemment le trophée Nano Organisés par le magazine américain Nanotech Brief, les troisièmes trophées Nano 50 récompensent les 50 avancées technologiques et produits innovants les plus importants qui auront vraisemblablement un impact considérable sur les nanotechnologies, en leur permettant de pénétrer sur les grands marchés. Acteur de la chimie mondiale, Arkema regroupe 3 pôles d activités cohérents et intégrés, les Produits Vinyliques, la Chimie Industrielle et les Produits de Performance. Présent dans plus de 40 pays avec collaborateurs, Arkema réalise un chiffre d affaires de 5,7 milliards d euros. Avec ses 6 centres de recherche en France, aux États-Unis et au Japon, et des marques internationalement connues, Arkema occupe des positions de leader sur ses principaux marchés. Blocbuilder : Daniel Lebouvier Tél :+ 33 (0) daniel.lebouvier@arkema.com
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