Minlon. DuPont. et Zytel. Conception des pièces Module II. résines polyamides

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1 DuPont résines polyamides Minlon et Zytel Conception des pièces Module II Marque déposée de DuPont de Nemours The miracles of science est une marque de DuPont de Nemours

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3 La conception des pièces en résines polyamides MINLON et ZYTEL Table des matières 1 Général 1.1 Introduction 1.1 Gamme de produits 1.2 Mise en œuvre 1.3 Liste des grades de ZYTEL et de MINLON 1.4 Concevoir avec les résines polyamides 1.4 Normes 2 Analyse de la valeur 2.1 Introduction 2.1 Avantages économiques offerts par l utilisation des polyamides 2.1 Coût de production en moulage par injection 2.3 Coût des autres procédés de mise en œuvre 3 Propriétés des polyamides 3.1 Propriétés de la matière 3.1 Résistance mécanique et rigidité 3.6 Fluage, charges de longue durée et reprise élastique 3.12 Tenue au choc 3.16 Dureté, résistance à l abrasion, frottement et usure 4 Autres caractéristiques des résines polyamides 4.1 Caractéristiques électriques 4.2 Flammabilité 4.4 Transmission de lumière 4.5 Propriétés thermiques 5 Effets des conditions d environnement sur le ZYTEL 5.1 Résistance des résines polyamides ZYTEL aux températures élevées 5.3 Résistance des résines ZYTEL à l eau chaude et à la vapeur 5.4 Résistance aux intempéries 5.7 Perméabilité et résistance aux produits chimiques 5.12 Bactéries et moisissures: Effets du terrain environnant et enfouissement 5.12 Irradiation 6 Stabilité dimensionnelle 6.1 Introduction 6.1 Absorption d humidité 6.3 Retrait et stabilité dimensionnelle des résines ZYTEL non renforcées 6.4 Retrait et stabilité dimensionnelle des résines ZYTEL et MINLON renforcées 6.4 Effets combinés sur les variations dimensionnelles du retrait au moulage et de la reprise en humidité 6.5 Conditionnement en l humidité 6.6 Recuit 7 Qualité des pièces produites Comment établir des spécifications 7.1 Introduction 7.1 Identification de la matière 7.1 Détermination de la qualité de la pièce 8 Normes et homologation 8.1 Conformité aux réglements

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5 1 Général Introduction La découverte des polyamides par DuPont au début des années 3, et leur introduction commerciale en 1938, furent un événement majeur dans la chimie des polymères. Aucune résine possédant les merveilleuses combinaisons de propriétés des polyamides n a été introduite sur le marché depuis. Cela leur permet d être utilisés pour des applications difficiles et extrêmement diversifiés. L utilisation des polyamides comme résines moulables par injection pour une grande variété de piéces dans tous les secteurs de l industrie s est accrue d une manière considérable, et l on estime à plus d un demi-million le nombre d applications existantes. Ces domaines d application continuent à croître et à se diversifier au fur et à mesure que la recherche de DuPont met au point de nouveaux produits et que les efforts entrepris pour continuer à développer le marché ouvrent de nouvelles perspectives. Les polyamides ont aussi de nombreuses applications en extrusion, dans les films, les monofilaments et les produits spéciaux. On ne peut non plus évidemment ignorer les énormes quantités de polyamides utilisés dans l industrie textile et dans celle du pneumatique. Toutes les données qui sont présentées dans ce manuel sont destinées à aider les bureaux d étude et les ingénieurs à se familiariser avec les caractéristiques uniques des résines thermoplastiques polyamides ZYTEL et de MINLON de DuPont et de leurs évolutions en fonction des conditions d environnement et des contraintes mécaniques. Le but est de pouvoir sélectionner la résine idéale et de dessiner les pièces en polyamide le plus rapidement et le plus économiquement possible, afin qu elles donnent entière satisfaction. Ceci devrait pouvoir se réaliser en s appuyant aussi bien sur ce manuel, que sur le «Manuel de conception Module I» et les données du «Guide général des produits et de leurs propriétés» (pour les résines polyamides ZYTEL : voir référence H-53823, et MINLON :référence H-53824). Les données qui figurent dans ce manuel, tombent en dehors de celles que l on trouve dans CAMPUS. Elles ne doivent être utilisées ni comme bases de spécifications, ni considérées comme étant suffisantes à elles seules pour garantir une bonne conception des pièces. Etant donné que DuPont ne peut fournir aucune garantie sur les résultats, ni engager aucune responsabilité par rapport aux applications pour lesquelles on pourrait être amené à utiliser ces informations, il faut les recouper et les vérifier indépendamment. Ne pas utiliser les résines de DuPont pour des applications médicales comprenant des implants permanents dans les tissus humains. En ce qui concerne d autres applications médicales éventuelles, se reporter à la brochure: «DuPont Medical Caution Statement, H-512». Gamme de produits Polyamides de base de DuPont Les résines polyamides de «base» comprennent les résines homopolymères standard ainsi que les grades modifiés via des stabilisants chaleur, des lubrifiants, des stabilisants UV, des agents de nucléation, etc. La plupart de ces résines ont des poids moléculaires conçus pour le moulage par injection, mais certaines sont destinées à la production de films (feuils), monofilaments, isolation de câbles, et produits semi-finis tels que jets, plaques minces et plaques épaisses. De nombreux grades, parmi ceux qui sont disponibles, satisfont aux normes des pays européens et non-européens pour les applications alimentaires ou en contact avec l eau potable. De nombreux autres grades figurent dans les spécifications UL (Underwriters Laboratories, Inc.) pour des applications électriques ou électroniques. D autres encore ne sont disponibles que pour des clients particuliers, ou satisfont à d autres standards comme les normes ISO ou ASTM. Le tableau de la page 1.3 donne la liste d un certain nombre de grades commerciaux et de leur composition. Polyamides 66 Les deux membres les plus importants de cette famille sont les résines lubrifiées ZYTEL 11L et 11F. Ce sont des polyamides résultant de la polycondensation de l hexaméthylène diamine avec l acide adipique, tous deux ayant 6 atomes de carbone. Ils offrent un excellent compromis de caractéristiques combinant une bonne résistance mécanique, une rigidité moyenne, des températures de service élevées et une bonne tenue aux chocs. Ils résistent particulièrement bien aux chocs répétés, ont un faible coefficient de friction et une très bonne résistance à l usure. Ils résistent aux carburants, aux lubrifiants et à la plupart des produits chimiques mais sont attaqués par les phénols, les acides forts et les agents oxydants. Les polyamides 66 sont faciles à injecter, les résines standard ayant une faible viscosité et de bonnes caractéristiques d écoulement, permettant le remplissage aisé de pièces à parois minces. Ces polymères cristallins se solidifient rapidement, en particulier les grades nucléés et lubrifiés comme le ZYTEL 135F. La combinaison bon écoulement et prise en masse rapide permet évidemment des cycles de moulage très courts. Les polyamides absorbent l humidité de l air. L état d équilibre pour les résines 66 est une teneur en eau de 2,8% dans une atmosphère à 5% d humidité relative (HR) et de 8,5% à 1% d humidité relative. Cette absorption d eau agit comme un plastifiant sur les polyamides en diminuant leur résistance à la traction et leur rigidité mais augmentant allongement et résistance au choc. Elle se traduit aussi par une variation dimensionnelle, accroîssant les dimensions de,6% à 5% HR et de 2,6% à 1% HR pour les résines 66. Ce processus est réversible, et résistance et rigidité augmenteront avec réduction correspondante des dimensions pour des taux d humidité moins élevés. Ces réactions sont toutefois assez lentes: à titre d exemple il faut environ 125 jours à une éprouvette à l état sec pour atteindre l équilibre dans un milieu environnant à 5% HR. Les résines polyamides ne sont pas considérées comme d excellents isolants primaires, mais l ensemble de leurs caractéristiques de tenue à haute température, de ténacité, de résistance à l abrasion et de résistance chimique, combinées à des caractéristiques isolantes suffisantes pour les puissances et fréquences moyennes, en ont fait un matériau de choix pour une très large gamme d applications électriques. Polyamides modifiés choc de DuPont DuPont a mis au point une série de résines à haute ténacité qui étendent les possibilités d application des polyamides à des domaines ou une résistance au choc très élevée est désirable. On peut les répartir en deux catégories, les deux ayant en commun la dispersion uniforme du modifiant choc dans la matrice de polyamide ce qui permet d empêcher l initiation et la propagation des fissures. Cet effet est particulièrement spectaculaire dans l essai Charpy, ou la résistance au choc passe de 5 kj/m 2 pour du ZYTEL 11L (à l état sec), à plus de 2 kj/m 2 pour des polyamides ZYTEL modifiés choc. Général 1.1

6 La première de ces catégories de résine à avoir été introduite fut le ZYTEL 48 et ses dérivés. Ce sont des polyamides 66 modifiés qui atteignent 25 kj/m 2 dans l essai Charpy avec une réduction de résistance à la traction et de rigidité d environ 25%. Ils se moulent très bien. Résines polyamides super-tenaces de DuPont La deuxième catégorie de produits résulte d une véritable découverte dans la chimie des polyamides. La technologie «super-tenace» a été appliquée à des résines de moulage 66 faisant passer leur résistance au choc Charpy au delà de 1 kj/m 2, avec fracture ductile et non cassante. En plus de leur très faible sensibilité aux amorces de rupture par entaille, les polyamides super-tenaces ont un pouvoir d absorption d énergie très important, même dans le cas d essais chocs à très haute vitesse. Il faut envisager l utilisation de ces résines dans les cas où l on recherche une résistance au choc absolument exceptionnelle, même si leur résistance à la traction et leur rigidité sont réduites. Polyamides 612 Les polyamides 612, comme le ZYTEL 151L, ont un point de fusion plus bas, une résistance à la traction et une rigidité inférieures à celles des polyamides 66. Ils absorbent moins d eau (seulement 1,3% à 5% HR et 3,% à 1% HR) et ont par conséquent une meilleure stabilité dimensionnelle et des meilleures caractéristiques diélectriques que les résines 66. Ils sont aussi disponibles, comme leurs homologues 66, en versions stabilisées chaleur et UV. Polyamides renforcés fibre de verre de DuPont La famille des polyamides renforcés fibres de verre de DuPont étend les applications de ces polymères à des domaines ou des modules d élasticité et des résistances en traction allant respectivement jusqu à 11 et 2 MPa sont nécessaires. En les concevant à partir de diverses matrices de polyamides, il est possible de leur conférer des caractéristiques spéciales en vue de telle ou telle application nécessitant par exemple des valeurs maximales en stabilité dimensionnelle, tenue au choc, résistance chimique, etc. L amélioration des caractéristiques sera d autant plus grande que la dispersion de fibres de verre spécialement traitées dans le polyamide sera uniforme. Le traitement de surface des fibres de verre permet d obtenir une liaison chimique entre verre et polyamide, liaison qui améliore à la fois la résistance en traction et la rigidité dans une vaste plage de conditions environnantes. Des taux de charge allant jusqu à 6% de fibres de verre (poids) sont disponibles à partir des diverses matrices. Plus élevé sera ce taux et plus importantes seront la résistance en traction et la rigidité. Résines à matrices de base en polyamide 66 Les ZYTEL 7G, qui existent en différents pourcentages de fibres de verre, comportent un lubrifiant pour faciliter le dosage et le démoulage. Ces résines ont le plus haut point de fusion, la plus forte résistance en traction, la meilleure rigidité et le meilleur comportement au fluage. Il est tout à fait possible de les colorer et de les stabiliser pour l utilisation pendant de longues durées à températures élevées (grades HSL pour Heat Stabilised Lubricated) ou dans des mélanges eau / glycol (grades HSLR). Les grades 79G sont des versions modifiées choc combinant bonne rigidité et résistance améliorée au choc. Les grades 8G sont basés sur une matrice super-tenace afin d obtenir la meilleure ténacité avec des pertes minimes en résistance à la traction et rigidité. Résines à matrices de base en polyamides 66/6 Le ZYTEL 74G3 est un copolymère 66 et 6, conçu pour améliorer l état de surface et la résistance au choc par comparaison avec la série 7G. Résines à matrices de base en polyamides 6 Les ZYTEL 73G sont disponibles avec des taux de charge de fibres de verre allant de 15 à 5%. Ces résines étant plus sensibles à l humidité que leurs homologues 66, elles auront en général une meilleure résistance au choc mais une rigidité et résistance à la traction inférieures. L aspect des pièces moulées en polyamides 6 est remarquable. Il existe aussi d autres types de résines comportant des charges minérales ou une combinaison charges minérales/ fibres de verre. Résines à matrices de base en polyamides 612 Les ZYTEL 77G sont disponibles avec 33 ou 43% de fibres de verre. Ils ont une excellente stabilité dimensionnelle même à températures élevées, à cause de leur faible absorption d eau. Les types 77G ont aussi une meilleure résistance chimique. MINLON Les résines thermoplastiques techniques MINLON sont à base de polyamides 66 renforcés par des charges minérales ou minérales / fibres de verre. Rigidité et température de fléchissement sous charge sont voisines de celles des résines chargées verre, mais les pièces moulées auront une tendance plus faible en gauchissement. Les charges de renfort (minérales ou combinées) sont liées chimiquement au polyamide: résistance à la traction et rigidité en bénéficient avec quelques pertes en tenue au choc et allongement. Les résines MINLON ont une meilleure stabilité dimensionnelle et une meilleure résistance au fluage que les polyamides non renforcés. Il existe aussi un certain nombre de grades spéciaux de MINLON conçus pour des applications spécifiques. Spécialités en polyamides ZYTEL ZYTEL FN Les ZYTEL FN forment une famille d alliages thermoplastiques flexibles, sans plastifiant, qui offre une unique combinaison de caractéristiques. Ces résines ont de bonnes propriétés en service, une bonne ténacité à basse température et une bonne résistance chimique. Leur mise en œuvre se fait sur les équipements classiques utilisables avec les autres thermoplastiques. Les températures de service varient de 4 à 15 C. Résines ZYTEL ignifugées ZYTEL 33 transparent ZYTEL -KEVLAR SFC Mise en œuvre La méthode de transformation la plus courante pour la fabrication des pièces en ZYTEL est le moulage par injection. Se reporter aux documentations spécialisées pour les conditions de mise en œuvre et les procédures de sécurité. Les résines polyamides ZYTEL peuvent être extrudées en jets, tubes, plaques, plaques minces et films, et les produits semi-finis peuvent aussi servir à fabriquer des pièces par usinage sur des machines-outils automatiques. Les prototypes seront usinés à partir de jets, plaques, etc. 1.2 Général

7 Liste des grades de ZYTEL et de MINLON Désignation Non-renforcés ZYTEL 11 ZYTEL 13HSL ZYTEL 15F ZYTEL 122L ZYTEL 135F ZYTEL 73 ZYTEL 7335F ZYTEL 151L Modifiés choc ZYTEL 114L ZYTEL 48 ZYTEL 45 ZYTEL 49 ZYTEL 73T Super-tenaces ZYTEL ST81 ZYTEL ST731 Description PA66, lubrifié PA66, stabilisé chaleur et lubrifié PA66, protégé UV et lubrifié (noir) PA66 protégé hydrolyse et lubrifié PA66 nucléé et lubrifié PA6 lubrifié PA6 nucléé et lubrifié PA612 lubrifié PA66 modifié choc (noir) PA66 modifié choc PA66 modifié choc PA66 modifié choc PA6 modifié choc PA66 super-tenace PA6 super-tenace Renforcés verre ZYTEL 7G2HSL PA66 renforcé verre 2%, stabilisé chaleur ZYTEL 7G25HSL PA66 renforcé verre 25%, stabilisé chaleur ZYTEL 7G3HSL PA66 renforcé verre 3%, stabilisé chaleur ZYTEL 7G35HSL PA66 renforcé verre 35%, stabilisé chaleur ZYTEL 7G43L PA66 renforcé verre 43% ZYTEL 7G5HSL PA66 renforcé verre 5%, stabilisé chaleur ZYTEL 7G6HSL PA66 renforcé verre 6%, stabilisé chaleur (noir) ZYTEL 73G15L PA6 renforcé verre 15% ZYTEL 73G25L PA6 renforcé verre 25% ZYTEL 73G3L PA6 renforcé verre 3% ZYTEL 73G35L PA6 renforcé verre 35% ZYTEL 73G4 PA6 renforcé verre 4% ZYTEL 73G45L PA6 renforcé verre 45% ZYTEL 73G5L PA6 renforcé verre 5% Renforcés verre (spécialités) ZYTEL 7G3HSLR PA66 renforcé verre 3%, stabilisé chaleur, protégé hydrolyse ZYTEL 7G35HSLX PA66 renforcé verre 35%, tenue aux huiles chaudes et résistant aux graisses ZYTEL 7GB4HSL PA66 chargé 4% billes de verre, stabilisé chaleur ZYTEL 74G3L Mélange 66/6 renforcé verre 3% ZYTEL 77G33L PA612 renforcé verre 33% ZYTEL 77G43L PA612 renforcé verre 43% Renforcés verre, modifiés choc ZYTEL 73G15T PA6 renforcé verre 15%, modifié choc ZYTEL 73G3T PA6 renforcé verre 3%, modifié choc ZYTEL 79G13L PA66 renforcé verre 13%, modifié choc ZYTEL 8G14 PA66 renforcé verre 14%, modifié choc ZYTEL 8G25 PA66 renforcé verre 25%, modifié choc ZYTEL 8G33HS1L PA66 renforcé verre 33%, stabilisé chaleur Désignation Description Ignifugés ZYTEL FR726 VF PA66 non renforcé, UL94 V (,8 mm) ZYTEL FR72 VF Copolymère 66/6 non renforcé, UL94 V (,5 mm) sans halogène et sans phosphore ZYTEL FR7G25 V PA66 renforcé verre 25%, UL94 V (,5 mm) ZYTEL FR72G25 V Copolymère 66/6 renforcé verre 25%, UL94 V (,5 mm) ZYTEL FR7M3 V PA66 renforcé minéral 3%, UL94 V (1,6 mm) ZYTEL FR7M4GW PA66 renforcé minéral 4%, fil incandescent à 96 C Haute viscosité / Extrusion ZYTEL E4 PA66 haute viscosité (VR 9-15 ZYTEL E42A PA66 haute viscosité (VR 18-31) ZYTEL E5 PA66 haute viscosité (VR 24-47) ZYTEL E51HSB PA66 haute viscosité (VR , stabilisé chaleur) ZYTEL E53 PA66 haute viscosité (VR 47-6) ZYTEL 158 PA612 haute viscosité Spécialités ZYTEL 33 Polyamide amorphe transparent ZYTEL FN714 Alliage flexible à base de polyamide 66 ZYTEL FN718 Alliage flexible à base de polyamide 66 ZYTEL FN727 Alliage flexible à base de polyamide 6 ZYTEL -KEVLAR SFC PA66 renforcé fibres courtes de KEVLAR 2%, stabilisé (7K2HSL) chaleur Résines renforcées charges minérales MINLON 1B14 PA66 renforcé minéral 4% MINLON 11C14 Mélange PA66/6, renforcé minéral 4%, modifié choc et stabilisé chaleur MINLON 13T2 PA66 renforcé minéral 3%, modifié choc et stabilisé chaleur MINLON 13MMGY PA66 renforcé minéral 3%, modifié choc et stabilisé chaleur MINLON 14D1 PA66 renforcé minéral 26%, modifié choc, stabilisé chaleur (noir) MINLON 73M3 PA6 renforcé minéral 3% MINLON 73M4 PA6 renforcé minéral 4% Résines chargées fibres de verre et charges minérales MINLON 21B1 PA66 renforcé 34% minéral et 5% verre MINLON 23B1 PA66 renforcé 28% minéral et 9% verre MINLON EFE653 PA66 renforcé 16% minéral et 24% verre MINLON 73GM3HSL PA6 renforcé 2% minéral et 1% verre MINLON 73GM3T PA6 renforcé 2% minéral et 1% verre, modifié choc MINLON 73GM4 PA6 renforcé 25% minéral et 15% verre Contactez votre représentant DuPont de Nemours concernant les caractéristiques des résines spéciales. Général 1.3

8 Conception des pièces avec les résines polyamides de DuPont Beaucoup des principes de conception applicables aux métaux et aux autres polymères techniques sont utilisables avec le ZYTEL et le MINLON et il est courant d utiliser les équations classiques de résistance des matériaux pour étudier les pièces. Toutefois, comme ces matériaux techniques sont sensiblement affectés par les variations de température et les changements de conditions environnantes, il est nécessaire de déterminer avec soin les conditions d utilisation les plus sévères et de concevoir la pièce pour qu elle puisse donner entière satisfaction dans ces conditions là. Le choix de la matière la plus adaptée pour chaque application implique la connaissance des caractéristiques de tous les autres matériaux envisageables et la manière dont ils satisferaient aux impératifs de l application. La plupart des données nécessaires pour la conception des pièces en polyamide de DuPont figurent dans les pages suivantes et seront utiles aux bureaux d étude. Il est cependant toujours très utile et de bon aloi de faire appel à des prototypes, réalisés dans la matière choisie et soumis à des essais dans des conditions réalistes, avant de lancer la fabrication. Normes Toutes les données concernant les nouvelles matières sont par principe, en Europe, mesurées selon les normes ISO. Les données du «Guide général des produits et de leurs propriétés» et Campus en sont des exemples. Les polyamides ayant été introduits sur le marché il y a quelques décennies, bien d autres données sont disponibles en fonction d autres standards. Quand ces informations ont été jugées utiles pour les bureaux d étude, elles ont été incluses dans ce manuel, partant du principe que des données intéressantes, même exprimées dans des standards différents, étaient préférables à une case «vide». Il est fortement recommandé aux utilisateurs de ce manuel de vérifier la validité des valeurs indiquées, en fonction de leurs applications. L information technique donnée dans le bulletin TRG 14 compare les standards et méthodes de test ASTM, DIN, BS et ISO. Toutes les résines polyamides ZYTEL et MINLON sont susceptibles de modifications et DuPont ne peut être tenu pour responsable en cas d utilisation erronée de ces informations pour la conception de pièces en plastique. Une autre responsabilité des bureaux d étude est le respect de l environnement. Ceci implique de concevoir les pièces de façon optimale, de choisir le matériau idéal, et éventuellement de prévoir le démontage des ensembles. DuPont s efforce aujourd hui, en sélectionnant soigneusement les colorants et les autres additifs, de minimiser ou d éliminer toute influence néfaste sur le milieu environnant. Pour la conception en général, y compris le désassemblage, se reporter au «Manuel de Conception», Module I: Principes généraux de conception. 1.4 Général

9 2 Analyse de la valeur Introduction La transformation des résines ZYTEL et MINLON en «pièces» se fait via un certain nombre de procédés de mise en œuvre, le moulage par injection étant le plus utilisé. Les autres techniques comprennent: l extrusion, l usinage et le soufflage. Lorsque l on envisage d utiliser le ZYTEL, pour réaliser un nouveau composant, ou bien pour le remplacement du métal ou d un autre matériau dans la fabrication d une pièce existante, il faut tenir compte dans l évaluation économique de deux sortes de facteurs qui, bien que différents, ont la même importance. Le premier facteur concerne tous les coûts associés à l outillage, à la résine utilisée, aux opérations de moulage et d après moulage. Ces coûts sont facilement estimables, en utilisant des procédures standard et universellement acceptées. Le deuxième facteur, en général plus difficile à saisir bien que souvent plus important, concerne les économies potentielles «induites» par la pièce terminée, c est à dire par exemple: un taux d usure inférieur, un comportement en service supérieur, ou des économies résultant du remplacement de plusieurs éléments par une seule pièce multifonctionnelle. La plage étendue de caractéristiques de la gamme des polyamides ZYTEL permet fréquemment de réaliser des projets novateurs conduisant à des économies en ce qui concerne l assemblage et la tenue en service. Ces économies sont souvent susceptibles d être supérieures à celles qui sont réalisables sur les coûts de production et il faut évidemment en tenir compte dans le bilan total. Avantages économiques offerts par l utilisation des polyamides de DuPont Voici un certain nombre d avantages permettant de réaliser d éventuelles économies et qui ont souvent une importance non négligeable dans la réduction des coûts. Elimination ou réduction du nombre de pièces d un ensemble conçu de façon traditionnel, grâce à leur remplacement par une pièce multifonctionnelle. Une pièce unique peut éventuellement assurer la fonction de plusieurs, comme par exemple servir à la fois de came et d engrenage. Suppression des opérations de finition. Les pièces en polyamide peuvent, dans la plupart des cas, sortir du moulage finies et prêtes à l emploi. Assemblage rapide des composants. La résilience et la résistance des plastiques permettent de les assembler par: emboîtage élastique, emmanchement à force, rivetage à froid, soudure par rotation, soudure par ultrason, soudure linéaire et angulaire. Réduction des frais d entretien et du coût de service. Les résines ZYTEL non renforcées ont des caractéristiques de friction exceptionnelles et sont fréquemment utililisées avec des métaux ou d autres matières plastiques sans lubrification. Excellente résistance aux fissurations sous contrainte. Les polyamides ZYTEL résistent à la fissuration sous contrainte souvent causée par le nettoyage aux solvants ou détergents. C est pourquoi ils ont trouvé des débouchés dans les circuits de récepteurs de télévison, les commutateurs et les moteurs électriques. Les résines ZYTEL resteront en général insensibles aux solvants et plastifiants bien que ces derniers attaquent de nombreux autres thermoplastiques. Durée de vie prolongée. Les polyamides de DuPont ont été adoptés dans de nombreuses applications, impliquant des conditions très difficiles de fonctionnement, à cause de leur excellente résistance aux chocs répétés et de leur résistance à la fatigue dans des conditions sévères d environnement. Coûts de décoration réduits. La couleur souhaitée peut souvent être obtenue directement par moulage de résines colorées, éliminant ainsi les opérations de peinture. Production de pièces codées couleur. La coloration au moulage est facile, permettant la production de pièces aisément identifiables. Il est aussi possible de peindre les pièces moulées. Suppression de la corrosion. L utilisation de résines polyamides évitera les problèmes de corrosion associés aux métaux comme la rouille ou la dézincification. Gains de poids. On utilisera des pièces légères mais résistantes pour réduire les poids des sous ensembles. Ceci permettra de réduire les frais de manutention et d expédition. Coûts de production en moulage par injection Comme indiqué précédemment, le coût des pièces moulées peut être estimé avec précision (par opposition à celui des économies potentiellement réalisables ultérieurement). On peut diviser ce coût en cinq parties: Matière Le coût matière est souvent compris entre 3 et 5% du prix de la pièce moulée, mais il peut atteindre 8% pour des pièces de dimensions importantes. Ce coût dépend partiellement de l importance de la commande, du grade et de la couleur choisie. Pour diminuer les rebroyés, il faut réduire au minimum les dimensions des canaux et des carottes grâce à une conception judicieuse du moule. Il est aussi quelquefois possible de les éliminer en totalité ou en partie en utilisant des moules à canaux chauds. Cette technologie n est toutefois pas applicable à tous les types de moules et nécessite, dans tous les cas, la maîtrise du contrôle des températures. Carottes et canaux peuvent être rebroyés et réutilisés, sans perte significatives de propriétés mécaniques, à condition d éviter qu ils ne soient contaminés ou aient repris de l humidité. Il est important aussi de maintenir un bon contrôle de qualité sur les pièces produites, afin d améliorer le rendement du moulage et d éviter d avoir à utiliser un taux de rebroyés excessif. Part de l outillage Les coûts d outillage sont très variables, dépendant largement de la taille et de la complexité du moule, lui-même fonction de la conception de la pièce et des impératifs de production. Comme le coût du moule contribue pour une part importante au coût total, il est préférable de s adresser à des spécialistes pour la réalisation de l outillage. Il faudra aussi consulter régulièrement le concepteur avant de finaliser le dessin de la pièce, car de petites modifications peuvent quelquefois entraîner de considérables surcoûts dans la fabrication du moule. Le schéma 2.1 montre les facteurs dont il faut tenir compte pour concevoir les moules d une façon économique. La forme de la pièce, les tolérances à respecter et les épaisseurs de parois sont tous des paramètres importants. Analyse de la valeur 2.1

10 Coût du moulage L opération de moulage proprement dite constitue environ 4 à 6% du coût de la pièce. Les variations à l intérieur de cette fourchette sont fonction de la taille de la presse utilisée et de son taux d utilisation, du nombre d empreintes dans le moule, et de la géométrie de la piéce. Les facteurs qui concernent la presse à injection dépendent normalement du transformateur, mais celui qui conçoit la pièce a aussi la possibilité d influer sur les coûts de moulage, en dessinant par exemple des pièces moulables à des cadences très rapides. La productivité, et par conséquent le coût du moulage, dépendent de quatre facteurs: Le cycle, le nombre de pièces produites par cycle, la qualité recherchée, et l importance des campagnes de production. Le cycle de moulage dépend de bien des paramètres. Le plus important est l épaisseur maximale de la pièce. Le moulage par injection se résume finalement à un transfert de chaleur. Dès que le moule est rempli, il faut éliminer les calories pour que la pièce se refroidisse et atteigne une rigidité suffisante pour être éjectée, en fonction des tolérances recherchées. Les sections épaisses demandent en général des cycles plus longs. Le type de résine choisi peut lui aussi influer sur la durée du cycle. La plupart des polyamides de DuPont, étant des polymères semi-cristallins à température de transition élevée, pourront être moulés à des cadences très rapides. Le temps de cycle dépend aussi des spécifications de la pièce. C est ainsi par exemple, que la recherche de tolérances très serrées pourra conduire à le rallonger. Le nombre de pièces produites à chaque cycle ainsi que le nombre d empreintes du moule détermineront la production horaire, la taille de la presse et le système d injection le plus adapté. Le nombre d empreintes augmentera en général avec le nombre de pièces requises annuellement. Il y a tout de même des limites au nombre d empreintes et il faut tenir compte de la complexité de la pièce, du type de moule, de la longueur des canaux, des tolérances à obtenir, et de la conception de la presse. Le moulage en automatique, par comparaison avec une opération manuelle, se traduira généralement par le choix d un moule ayant un nombre d empreintes plus réduit. La quantité annuelle de pièces à produire ou bien le montant des commandes pourra aussi avoir une influence sur le nombre d empreintes du moule. Il faudra donc rechercher un équilibre entre coût de l outillage et coût d une campagne de production. Coût des opérations de finition La plupart des pièces en ZYTEL sortent du moule sous forme de pièces finies. Il faudra pourtant quelquefois recourir à des opérations secondaires comme le conditionnement, le recuit, l usinage, ou la décoration. Le coût du recuit sera fonction de celui de la main d œuvre et du milieu utilisé. Le coût d usinage sera fonction de sa complexité et de la précision recherchée. Lorsque les spécifications imposées aux pièces moulées dépassent les tolérances dimensionnelles habituelles, pour porter par exemple sur des propriétés comme la viscosité relative ou bien un minimum de résistance au choc, il faudra recourir à des essais de laboratoire et leurs coûts dépendront de la taille de l échantillonnage requis et du test à effectuer. Autres frais Les opérations spéciales, la manutention, l emballage des pièces moulées ainsi que de trop courtes campagnes, tous occasionneront des frais supplémentaires. Nombre de pièces requises annuellement sur la durée de vie de l outillage Nombre théorique idéal d empreintes Forme de la pièce Tolérances Type de moule, 2 ou 3 plaques? Cames, broches, inserts, etc. Conception et coût du moule de production Ecoulement matière longueur max. des canaux variation de pression d une empreinte à l autre Presse à injection force de fermeture par empreinte surface du plateau capacité de plastification capacité d injection poids maximal injectable Figure 2.1 Facteurs importants pour la conception des moules 2.2 Analyse de la valeur

11 Coût des autres procédés de mise en œuvre Nous avons étudié en détail le moulage par injection. Les résines polyamides ZYTEL non renforcées peuvent aussi être transformées en nombre d objets utiles par d autres procédés de fabrication tels que: l extrusion, le thermoformage de plaques coulées ou extrudées, le soufflage, le frittage et d autres procédés ne faisant pas appel à la fusion du polymère. Extrusion. L extrusion est un procédé continu utilisé pour la fabrication à partir de granulés, de plaques, jets, rondins, tubes ou profilés. L extrusion permet de fabriquer ces produits semifinis économiquement en larges volumes et avec de faibles coûts d outillage. Thermoformage. Le thermoformage permet de mettre en forme des plaques minces (feuilles). Les coûts de matière seront normalement plus élevés pour les mêmes pièces que ceux de l injection. Le coût de l outillage, par contre, est considérablement moins élevé ce qui peut s avérer intéressant pour de petites séries. Soufflage. Dans ce procédé, on produit par extrusion ou injection un «parison» à partir duquel on soufflera l objet fini. Le soufflage est un procédé économique pour la production de bouteilles, conteneurs et articles similaires en grands volumes avec de faibles coûts d outillage. Analyse de la valeur 2.3

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13 3 Propriétés des polyamides de DuPont Propriétés de la matière Introduction Il est important que l ingénieur d étude réalise que les résines polyamides de DuPont ont une résistance mécanique et une rigidité très différentes de celles des matériaux traditionnels, en particulier des métaux, et qu en règle générale les changements d humidité et de température du milieu environnant auront une influence importante sur cette résistance et cette rigidité. L ingénieur d étude pourra toutefois tirer la quintessence des caractéristiques des polyamides de DuPont s il accepte de se familiariser avec les effets de l environnement sur leurs propriétés. Ce manuel présente les propriétés des résines polyamides de DuPont sous formes de tableaux et de graphiques. Les informations graphiques classiques concernant les résines de base, comme courbes traction-allongement, viscosité en fonction du taux de cisaillement, figurent dans CAMPUS (version 2.4 et ultérieures) et ne sont pas reprises dans ce manuel; voir aussi tableau 3.1. Si vous désirez vous procurer une copie de CAMPUS concernant les matériaux de DuPont, contactez votre représentant local. Tout au long de cet ouvrage, il est fait référence au ZYTEL 11. Cette désignation couvre aussi les ZYTEL 11L, ZYTEL 11F, et ZYTEL 13HSL, car ils ont tous des valeurs similaires pour les propriétés mentionnées. Lorsque les graphiques ne comportent pas d indications sur l origine des données, c est qu elles proviennent de la version originale de cet ouvrage «The DuPont ZYTEL Nylon Resin Design Handbook». Des élévations de températures se traduiront par une réduction de la résistance à la traction et de la résistance au seuil d écoulement. La figure 3.2 montre la courbe traction-allongement pour le ZYTEL 77G43L. D autres courbes similaires (seulement des détails en fait) figurant dans CAMPUS et concernant d autres grades de ZYTEL et de MINLON figurent au tableau 3.1. Contrainte en traction (MPa) Sec Teneur en eau,2% 5% HR (Teneur en eau 2,8%) 1% HR Teneur en eau 8,5% Allongement, % Figure 3.1 Diagramme contrainte-allongement en traction pour le ZYTEL 11 (PA66) à 23 C, et à différents taux d humidité Résistance mécanique et rigidité En étirant une éprouvette dans une machine de traction, on enregistre la force de traction en fonction de l allongement. Si l on divise la force de traction par la section droite initiale de l éprouvette et l allongement par sa longueur initiale, on obtient la courbe contrainte-allongement. On peut faire dériver de cette courbe un certain nombre de paramètres intéréssants pour mieux caractériser les matériaux: La résistance à la traction: contrainte à laquelle l éprouvette se casse. La résistance au seuil d écoulement: premier sommet de la courbe (applicable seulement pour les matériaux qui ont une bonne ténacité). Le module d élasticité: pente de la courbe pour un allongement nul, (E = 1 σ/ε; ε en %). Le module de tension est obtenu avec des éprouvettes de traction, le module de flexion par des tests de fléchissement. Allongement à la rupture: allongement pour lequel l éprouvette se casse. Comportement des résines ZYTEL et MINLON en ce qui concerne contraintes et déformations Le taux d humidité et la température du milieu environnant ont tous les deux une influence primordiale sur les propriétés des polyamides. Les effets de différents taux d humidité sont représentés à la figure 3.1 montrant trois courbes de contrainte-allongement, à l état sec en sortie de moulage, à 5% et à 1% d humidité relative (HR). Une augmentation du taux d humidité se traduit par une plus grande flexibilité (module d élasticité plus faible), et une meilleure ténacité, mais aussi par des résistances au seuil d écoulement et à la rupture inférieures. Contrainte (MPa) Figure C, 23 C sec en sortie de moulage 23 C, 5% HR 15 C, sec en sortie de moulage 15 C Allongement, % Diagramme contrainte-allongement à deux températures et deux taux d humidité, ZYTEL 77G43L (PA612, 43% renforcé verre) Tension et compression L ingénieur d étude a quelquefois besoin de connaître, pour effectuer certains calculs, les diagrammes contrainte-allongement en traction et en compression. Le graphique 3.3 les montre pour le ZYTEL 11 à 23 C. Propriétés des polyamides de DuPont 3.1

14 Tableau 3.1 Résines ZYTEL et MINLON figurant dans CAMPUS, version 3. (décembre 94) Courbe contrainte/ Module en allongement Viscosité/taux cisaillement Module sécant/ de cisaillement en fonction de Données Grade allongement 1 à 3 températures 2 la température 3 de fluage 4 PA66 non renforcés ZYTEL 11 NC1 4 / 4 + ZYTEL E 11F NC1 6 / 7 + DAM / 5% HR 23, 6 C ZYTEL E 13HSL NC1 4 / 4 + DAM / 5% HR 23 C ZYTEL 15BK1A 7 / C ZYTEL 135F NC1 7 / C ZYTEL 48 NC1 7 / 7 + DAM 23 C ZYTEL 45 NC1 7 / 7 + DAM ZYTEL 49 NC1 7 / 7 + 5% HR ZYTEL E42 NC1 7 / 7 + DAM ZYTEL ST81 NC1 5 / 7 + 5% HR 23, 6 C ZYTEL ST811 NC1 5 / 7 Polyamides 66 renforcés 5 ZYTEL 7G2HSL NC1 5 / 7 ZYTEL 7G25HSL NC1 6 / 7 5% HR ZYTEL 7G3HSL NC1 1 / 1 + DAM / 5% HR ZYTEL 7G3HSLR NC1 6 / 6 + DAM / 5% HR 23, 8, 12 C ZYTEL 7G35HSL NC1 5 / 7 + ZYTEL 7G43L NC1 5 / C ZYTEL 79G13L NC1 7 / 6 + 5% HR 23, 8 C ZYTEL 8G33HSL NC1 6 / 7 DAM / 5% HR PA612 non renforcé ZYTEL 158 NC1 6 / 7 PA612 renforcé 5 ZYTEL 77G33L NC1 6 / 7 Copolymères 66/6 ZYTEL FR1 NC1 7 / 7 ZYTEL FR51 NC1 7 / 7 Polyamides 6 renforcés 5 ZYTEL 73G2 NC1 6 / 5 ZYTEL 73G3 NC1 7 / PA66 renforcés minéral MINLON 1B14 NC1 7 / 7 + 5% HR 23 C MINLON 11C14 NC1 7 / 7 + DAM 23, 8 C MINLON 13T2 GY282 7 / C MINLON 14D1 BK113 6 / 7 MINLON 21B1 BK143 7 / 7 MINLON 23B1 NC1 7 / 7 + MINLON EFE652 NC1 5 / 7 + MINLON EFE653 NC1 7 / 7 + MINLON FR6 NC1 6 / 7 Notes: 1 Les chiffres indiqués se réfèrent aux nombres de températures différentes pour lesquelles ont été établies des courbes contrainte-déformation à l état sec et à 5% HR. 2 Les viscosités sont à l état sec en sortie de moulage. 3 Conditions spécifiées. 4 Aux températures indiquées. 5 Renforcement fibres de verre courtes. S il s agit de déformations relativement importantes, la contrainte en compression est plus élevée que la contrainte correspondante en traction. Ceci implique que le seuil d écoulement en compression soit plus élevé que son équivalent en traction. Pour tous les besoins pratiques, qui se rapportent en général à de faibles déformations, on pourra considérer que les deux courbes contrainte-allongement sont identiques. Le module en compression est par conséquent identique au module en traction pour de faibles déformations. Résistance à la traction. La résistance à la traction des polyamides dépend entre autre des conditions environnantes comme la température et le taux d humidité L effet de différents taux d humidité sur la résistance à la traction des ZYTEL 7G3L et ZYTEL 77G33L ainsi que sur plusieurs types de MINLON sont illustrés figures 3.4 à 3.6. Les indications dans ces figures ont la signification suivante: Sec, en sortie de moulage: taux d humidité de,2%. 5% HR: 5% d humidité relative de l air ou 2,8% de taux d humidité. 1% HR: 1% d humidité relative de l air ou 8,5% de taux d humidité. 3.2 Propriétés des polyamides de DuPont

15 1 Contrainte, MPa A B Tension Contrainte en traction, MPa 1 5 MINLON 1B14 MINLON 11C14 MINLON 23B Humidité relative, % Compression B A A: Sec, en sortie de moulage B: 5% HR Figure 3.5 Résistance à la traction en fonction du taux d humidité pour des résines MINLON à 23 C Allongement, % MINLON 23B1 Figure 3.3 Diagramme contrainte-allongement en traction et compression pour le ZYTEL 11 (PA66) à 23 C L effet de la température sur la résistance à la traction est illustré aux figures 3.7, et 3.8 pour les ZYTEL 7G3HSL, 73G3 et 77G33L. La figure 3.9 montre le même effet pour plusieurs résines MINLON. Le pourcentage de fibres de verre dans les résines renforcées a une grande influence sur leur rigidité comme illustré figure 3.1. Contrainte en traction, MPa 5 25 MINLON 11C14 MINLON 1B Humidité relative, % Figure 3.6 Résistance à la traction en fonction du taux d humidité pour des résines MINLON à 9 C Contrainte en traction, MPa C 8 C ZYTEL 7G3HSL ZYTEL 77G33L ZYTEL 77G33L Contrainte en traction, MPa Sec, en sortie de moulage 5% HR 6 4 ZYTEL 7G3HSL 6 4 1% HR Humidité relative, % Température, C 15 Figure 3.4 Résistance à la traction en fonction du taux d humidité. ZYTEL 7G3HSL (PA66) et ZYTEL 77G33L (PA612) Figure 3.7 Résistance à la traction en fonction de la température et du taux d humidité pour le ZYTEL 7G3HSL, vitesse de traction: 5 mm/min Propriétés des polyamides de DuPont 3.3

16 3 25 ZYTEL 77G33L Résistance au cisaillement Lorsqu une matiére plastique est surtout soumise à des contraintes en cisaillement, ce n est pas sa résistance à la traction qui compte principalement pour le calcul des charges admissibles, mais sa résistance au cisaillement. Contrainte en traction, MPa ZYTEL 73G3 ZYTEL 7G3HSL Selon la théorie des contraintes équivalentes de Von Mises, on peut appliquer l équation suivante: Contrainte admissible en cisaillement = Contrainte admissible en traction/ 3. Contrainte au seuil d écoulement Pour les matériaux non renforcés, la contrainte au seuil d écoulement est plus importante, pour l ingénieur d étude, que la contrainte à la rupture. En effet, lorsque la contrainte au seuil d écoulement est dépassée, la déformation est permanente et la pièce n est généralement plus utilisable. 5 Les effets de la température et de l humidité sur les valeurs du seuil d écoulement pour les ZYTEL 11 et ZYTEL 158 sont montrés respectivement aux figures 3.11 et Température, C Figure 3.8 Contrainte en traction, MPa Résistance à la traction en fonction de la température pour les ZYTEL 7G3HSL, 73G3 et 77G33L, à secs en sortie de moulage MINLON 1B14 MINLON 11C14 MINLON 23B1 Contrainte au seuil d'écoulement, MPa % HR 5% HR Sec, en sortie de moulage Température, C Température, C 1 12 Figure 3.9 Résistance à la traction du MINLON en fonction de la température, à sec en sortie de moulage Figure 3.11 Contrainte au seuil d écoulement du ZYTEL 11 (PA66) en fonction de la température et du taux d humidité 24 1 Sec, en sortie de moulage 2 Contrainte en traction, MPa % HR 5% HR Contrainte au seuil d'écoulement, MPa % HR Sec, en sortie de moulage Pourcentage de fibres de verre, % Température, C Figure 3.1 Résistance à la traction du ZYTEL 7G(XX)HSL en fonction du pourcentage de fibres de verre à 23 C (dans le sens de l écoulement) Figure 3.12 Contrainte au seuil d écoulement du ZYTEL 158 (PA612) en fonction de la température et du taux d humidité 3.4 Propriétés des polyamides de DuPont

17 12 3 Contrainte au seuil d'écoulement, MPa A 23 C B 23 C A 13 C B 13 C A 2 C B 2 C Vitesse de traction, cm/min A: Sec, en sortie de moulage B: 5% HR Module de flexion, MPa Figure % HR Sec, en sortie de moulage (,2%) Température, C Module en flexion du ZYTEL 158 (PA612) en fonction de la température et à deux taux d humidité Figure 3.13 Contrainte au seuil d écoulement pour le ZYTEL 11, à sec en sortie de moulage et à 5% HR, en fonction de la vitesse de traction et de la température La vitesse à laquelle la contrainte est appliquée à une matière plastique peut avoir une influence non négligeable sur sa résistance. La figure 3.13 montre comment varie la contrainte au seuil d écoulement pour le ZYTEL 11 selon la vitesse de traction. Module d élasticité / module en flexion Les valeurs du module d élasticité sous des conditions spécifiques d environnement telles que taux d humidité et température sont illustrées figure 3.14 pour le ZYTEL 11, figure 3.15 pour le ZYTEL 158, et figure 3.16 pour le ZYTEL 48. Ces données peuvent servir pour le calcul de la déformation initiale sous contrainte. Pour déterminer la déformation sous charge avec le temps, il faut se reporter aux données concernant le fluage et la relaxation des contraintes. Les variations du module en flexion en fonction de la température sont fournies figure Ces mêmes données figurent pour certains grades de MINLON à la figure Module de flexion, MPa Figure % HR Sec, en sortie de moulage (,2%) Température, C Module en flexion du ZYTEL 48 (PA66 modifié choc) en fonction de la température et à deux taux d humidité Module de flexion, MPa 2 1 1% HR 5% HR Sec, en sortie de moulage Module de flexion, MPa Sec, en sortie de moulage (teneur en eau,2%) 5 5% HR (teneur en eau 2,6%) Température, C Température, C Figure 3.14 Module en flexion du ZYTEL 11 (PA66) en fonction de la température et pour différents taux d humidité Figure 3.17 Module en flexion du ZYTEL ST81 (PA66 super-tenace) en fonction de la température et à deux taux d humidité Propriétés des polyamides de DuPont 3.5

18 Module de flexion, MPa MINLON EFE653 BK319 MINLON 73GM3 MINLON 23B1 MINLON 1B14 MINLON 11C Température, C Module de flexion, MPa MINLON 11C14 MINLON 23B1 MINLON 1B Humidité relative, % 1 Figure 3.18 Module de flexion (MPa) avec déformation de 1% Figure 3.19 Module de flexion, MPa Figure 3.2 Module en flexion du MINLON de la température, à sec en sortie de moulage ZYTEL 7G3, à sec ZYTEL 7G3 HSL ZYTEL 77G33 L 2 ZYTEL 7G43, 5% HR ZYTEL 7G3, 5% HR ZYTEL 7G43, à sec Température, C Module en flexion soumis à une contrainte d 1% (= module apparent) en fonction de la température pour le ZYTEL 7G3 et le ZYTEL 7G Humidité relative, % Module en flexion à 23 C en fonction du taux d humidité pour le ZYTEL 7G3HSL (PA66, 3% renforcé verre), et le ZYTEL 77G33 L (33% PA612 renforcé verre) 1 Figure 3.21 Module en flexion du MINLON en fonction de l humidité à 23 C La figure 3.19 présente le module en flexion soumis à une contrainte d 1% (= module apparent) en fonction de la température pour le ZYTEL 7G3 et le ZYTEL 7G43. L influence de l humidité sur le module en flexion des ZYTEL 7G3HSL et 77G33L, ansi que sur certains grades de MINLON est illustrée aux figures 3.2 et Comme pour la résistance à la traction, le pourcentage de fibres de verre contenu dans la résine à une influence prépondérante sur le module en flexion, voir figure Coefficient de Poisson Bien que cette notion ne soit pas très importante pour la conception des pièces plastiques, elle est nécessaire pour l analyse par éléments finis. On peut utiliser les valeurs suivantes pour le ZYTEL et le MINLON : 5 <E < 15; υ =,4 15 <E < 1 ; υ =,35 E = module d élasticité en MPa Fluage, charges de longue durée et reprise élastique Contraintes de longue durée dans l air Les polyamides, comme tous les thermoplastiques soumis à des contraintes de longue durée, subissent un phénomène généralement connu sous le nom de fluage. Au moment ou l on applique une contrainte, la pièce plastique subit une déformation immédiate qu il est à peu près possible de calculer grâce au module d élasticité. Cette déformation continuera à s accroître lentement mais continuellement tant que la contrainte sera maintenue, jusqu à provoquer une rupture éventuelle. Cet accroissement de la déformation avec le temps constitue ce que l on appelle communément le fluage. Le taux de fluage du ZYTEL, varie dans de larges proportions avec le grade utilisé, la température et l humidité ambiantes, et le niveau des contraintes. Il faut en conséquence concevoir la pièce en tenant compte du comportement au fluage de la résine dans les conditions d utilisation prévisibles. Les valeurs de fluage sont indiquées comme étant la somme de la déformation initiale et de l accroîssement de cette déformation avec le temps. Le fluage était défini dans le passé comme la somme de la déformation élastique et de l écoulement plastique. On ne cherche plus à séparer la déformation initiale du fluage lui-même. 3.6 Propriétés des polyamides de DuPont

19 1, 14 8, 12 Déformation, % 6, 4, 2 MPa 1 2, 1 MPa Module de flexion, MPa 8 6 Sec 5% HR 1% HR Figure Durée en heures Fluage en flexion pour le ZYTEL 11F, à différents niveaux de contraintes, 23 C et 5% HR 1, , 2 Déformation, % 6, 4, 2 MPa 1 MPa Pourcentage de fibres de verre, % 6 2, Durée en heures Figure 3.22 Module de flexion en fonction du pourcentage de fibres de verre, à 23 C, pour le ZYTEL 7G % HSL (direction de l écoulement) Figure 3.24 Fluage en flexion pour le ZYTEL 11F, à différents niveaux de contrainte, 6 C et 5% HR Tableau 3.2 Matières figurant dans ce manuel pour des données de fluage (se référer à CAMPUS tableau 3.1 pour d autres valeurs) Présentation des diagrammes Figure Matière Température HR % de fluage Référence 3.24 ZYTEL 11F NC1 125 Sec Fluage en flexion Essais EMPA 3.25 ZYTEL E 13HSL 125 Sec Contrainte/déformation isochrones 3.26 ZYTEL 151L 23 5 Contrainte/déformation isochrones 3.27 ZYTEL Contrainte/déformation isochrones 3.28 ZYTEL Contrainte/déformation isochrones 3.29 ZYTEL 153HSL 125 Sec Contrainte/déformation isochrones 3.3 ZYTEL 48HSL 23 5 Contrainte/déformation isochrones 3.31 ZYTEL 48HSL 125 Sec Contrainte/déformation isochrones 3.32 ZYTEL 7G43L 6 5 Contrainte/déformation isochrones 3.33 ZYTEL 7G43L 125 Sec Contrainte/déformation isochrones 3.34 ZYTEL 7G6HSL 23 5 Fluage en flexion 3.35 ZYTEL 7G6HSL 8 Sec Fluage en flexion 3.36 ZYTEL 7G6HSL 12 Sec Fluage en flexion 3.37 ZYTEL 79G13L 125 Sec Fluage en flexion Essais EMPA 3.38 ZYTEL 8G Fluage en flexion Essais EMPA 3.39 ZYTEL 8G Sec Fluage en flexion Essais EMPA 3.4 ZYTEL 77G Contrainte/déformation isochrones 3.41 ZYTEL 77G Sec Contrainte/déformation isochrones 3.42 MINLON 11C Sec Fluage en flexion Essais EMPA 3.43 MINLON 23B Fluage en flexion 3.44 MINLON 23B1 125 Sec Fluage en flexion Propriétés des polyamides de DuPont 3.7

20 1, 8, 2 MPa 15,1 h 1 h 1 h 5 h Déformation, % 6, 4, 15 MPa 1 MPa 5 MPa Contrainte, MPa 1 5 2, Durée en heures Déformation, % Figure 3.25 Fluage en flexion pour le ZYTEL 11F, à différents niveaux de contrainte, 125 C, à sec en sortie de moulage Figure 3.28 Courbes isochrones contrainte / déformation en flexion pour le ZYTEL 158 à 23 C, 5 % HR 7,5,1 h 1 h 1 h 2 h 15,1 h 1 h Contrainte, MPa 5 2,5 Contrainte, MPa h Déformation, % Déformation, % Figure 3.26 Courbes isochrones contrainte / déformation en flexion pour le ZYTEL 13HSL à 125 C, à sec en sortie de moulage Figure 3.29 Courbes isochrones contrainte/déformation en flexion pour le ZYTEL 158 à 6 C et 5% HR 18 Contrainte, MPa ,1 h 1 h 1 h 5 h Contrainte, MPa 7,5 5 2,5,1 h 1 h 1 h 2,5 1, 1,5 2, 2,5 3, 3,5 4, Déformation, % Déformation, % Figure 3.27 Courbes isochrones contrainte / déformation en flexion pour le ZYTEL 151L, à 23 C, 5 % HR Figure 3.3 Courbes isochrones contrainte/déformation en flexion pour le ZYTEL 153HSL à 125 C, à sec en sortie de moulage 3.8 Propriétés des polyamides de DuPont