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

DuPont résines polyamides Minlon et Zytel Conception des pièces Module II 1 2 3 4 Marque déposée de DuPont de Nemours The miracles of science est une marque de DuPont de Nemours

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

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

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

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 24-279, 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

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

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

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

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

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) 8 6 4 2 Sec Teneur en eau,2% 5% HR (Teneur en eau 2,8%) 1% HR Teneur en eau 8,5% 5 1 15 2 25 3 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 3.2 24 22 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 23 C, 23 C sec en sortie de moulage 23 C, 5% HR 15 C, sec en sortie de moulage 15 C 4 8 12 16 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

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 / 7 + 23 C ZYTEL 135F NC1 7 / 7 + 23 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 / 7 + 23 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 / 7 + 23 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

1 Contrainte, MPa 75 5 25 25 A B Tension Contrainte en traction, MPa 1 5 MINLON 1B14 MINLON 11C14 MINLON 23B1 2 4 6 8 1 Humidité relative, % 5 75 1 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 12 8 4 Allongement, % 4 8 12 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 1B14 2 4 6 8 1 Humidité relative, % Figure 3.6 Résistance à la traction en fonction du taux d humidité pour des résines MINLON à 9 C 24 22 22 2 Contrainte en traction, MPa 2 18 16 14 12 1 8 23 C 8 C ZYTEL 7G3HSL ZYTEL 77G33L ZYTEL 77G33L Contrainte en traction, MPa 18 16 14 12 1 8 Sec, en sortie de moulage 5% HR 6 4 ZYTEL 7G3HSL 6 4 1% HR 2 2 2 4 6 8 1 Humidité relative, % 5 5 1 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

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 2 15 1 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 3.12. 4 4 8 Température, C 12 16 1 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 125 1 75 5 25 MINLON 1B14 MINLON 11C14 MINLON 23B1 Contrainte au seuil d'écoulement, MPa 8 6 4 1% HR 5% HR Sec, en sortie de moulage 4 2 2 4 6 8 1 12 14 16 Température, C 2 4 2 2 4 6 8 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 16 12 8 1% HR 5% HR Contrainte au seuil d'écoulement, MPa 8 6 4 5% HR Sec, en sortie de moulage 4 1 2 3 4 5 Pourcentage de fibres de verre, % 6 2 4 4 8 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

12 3 Contrainte au seuil d'écoulement, MPa 1 8 6 4 2 A 23 C B 23 C A 13 C B 13 C A 2 C B 2 C 1 2 1 3 1 4 1 5 Vitesse de traction, cm/min A: Sec, en sortie de moulage B: 5% HR Module de flexion, MPa Figure 3.15 2 1 5% HR Sec, en sortie de moulage (,2%) 4 4 8 12 16 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 3.17. Ces mêmes données figurent pour certains grades de MINLON à la figure 3.18. Module de flexion, MPa Figure 3.16 3 2 1 5% HR Sec, en sortie de moulage (,2%) 4 4 8 12 16 2 Température, C Module en flexion du ZYTEL 48 (PA66 modifié choc) en fonction de la température et à deux taux d humidité 4 3 35 3 Module de flexion, MPa 2 1 1% HR 5% HR Sec, en sortie de moulage Module de flexion, MPa 25 2 15 1 Sec, en sortie de moulage (teneur en eau,2%) 5 5% HR (teneur en eau 2,6%) 4 4 8 12 16 2 24 Température, C 6 4 2 2 4 6 8 1 12 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

Module de flexion, MPa 11 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 MINLON EFE653 BK319 MINLON 73GM3 MINLON 23B1 MINLON 1B14 MINLON 11C14 25 5 75 1 125 Température, C Module de flexion, MPa 7 6 5 4 3 2 1 MINLON 11C14 MINLON 23B1 MINLON 1B14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 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 175 15 125 1 75 5 25 1 8 6 4 2 ZYTEL 7G3, à sec ZYTEL 7G3 HSL ZYTEL 77G33 L 2 ZYTEL 7G43, 5% HR ZYTEL 7G3, 5% HR ZYTEL 7G43, à sec 25 25 5 75 1 125 15 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 7G43 4 6 8 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 3.21. 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 3.22. 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

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 3.23 1 2 1 1 1 1 1 1 2 Durée en heures Fluage en flexion pour le ZYTEL 11F, à différents niveaux de contraintes, 23 C et 5% HR 1, 1 3 1 4 1 5 4 8, 2 Déformation, % 6, 4, 2 MPa 1 MPa 1 2 3 4 5 Pourcentage de fibres de verre, % 6 2, 1 2 1 1 1 1 1 1 2 Durée en heures 1 3 1 4 1 5 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 158 23 5 Contrainte/déformation isochrones 3.28 ZYTEL 158 6 5 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 8G14 23 5 Fluage en flexion Essais EMPA 3.39 ZYTEL 8G14 125 Sec Fluage en flexion Essais EMPA 3.4 ZYTEL 77G43 23 5 Contrainte/déformation isochrones 3.41 ZYTEL 77G43 125 Sec Contrainte/déformation isochrones 3.42 MINLON 11C14 125 Sec Fluage en flexion Essais EMPA 3.43 MINLON 23B1 23 5 Fluage en flexion 3.44 MINLON 23B1 125 Sec Fluage en flexion Propriétés des polyamides de DuPont 3.7

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, 1 2 1 1 1 1 1 1 2 Durée en heures 1 3 1 4 1 5 1 2 3 4 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 1 5 1 h 1 2 3 4 Déformation, % 1 2 3 4 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 16 18 12 1 8 6 4,1 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, % 1 2 3 4 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

3 18 Contrainte, MPa 16 14 12 1 8 6 4 2,1 h 1 h 1 h 5 h,5 1, 1,5 2, 2,5 3, 3,5 4, 4,5 Déformation, % Contrainte, MPa 25 2 15 1,1 h 1 h 1 h 5 h Figure 3.31 Courbes isochrones contrainte/déformation en flexion pour le ZYTEL 48HSL à 23 C, 5% HR 5,1,2,3,4,5 Déformation, %,6,7,8 14 Figure 3.34 Courbes isochrones contrainte/déformation en flexion pour le ZYTEL 7G43L à 125 C, à sec 12 Contrainte, MPa 1 8 6 4 2,1 h 1 h 1 h,5,4,5 1, 1,5 2, 2,5 3, 3,5 4, Déformation, % Déformation, %,3,2 3 MPa 25 MPa Figure 3.32 Courbes isochrones contrainte/déformation en flexion pour le ZYTEL 48HSL à 125 C, à sec,1,1 1 1 1 1 1 Durée en heures 35 Figure 3.35 Fluage en flexion du ZYTEL 7G6HSL (PA66, 6% fibres de verre) à 23 C, 5% HR, et sous des contraintes de 25 et 3 MPa 3 1 h 1 h 25,1 h 5 h,5 Contrainte, MPa 2 15 1 Déformation, %,4,3,2 3 MPa 25 MPa 5,1 35,1,2,3,4,5 Déformation, %,6,7,8,1 1 1 1 1 Durée en heures Figure 3.33 Courbes isochrones contrainte/déformation en flexion pour le ZYTEL 7G43L à 6 C, 5% HR Figure 3.36 Fluage en flexion du ZYTEL 7G6HSL (PA66, 6% fibres de verre) à 8 C, sec, et sous des contraintes de 25 et 3 MPa Propriétés des polyamides de DuPont 3.9

5,,5 4, Déformation, %,4,3,2 3 MPa 25 MPa Déformation, % 3, 2, 2 MPa 15 MPa 1 MPa,1 1, 5 MPa,1,1 1 1 1 1 Durée en heures 1 2 1 1 1 1 1 1 2 Durée en heures 1 3 1 4 1 5 Figure 3.37 Fluage en flexion du ZYTEL 7G6HSL (PA66, 6% fibres de verre) à 12 C, sec, et sous des contraintes de 25 et 3 MPa Figure 3.4 Fluage en flexion du ZYTEL 8G14 (PA66 modifié choc, renforcé fibres de verre 14%), à 125 C, sec venu de moulage et sous différents niveaux de contraintes 4 5, 4, 3 Déformation, % 3, 2, 1, 1 2 1 1 1 1 1 1 2 Durée en heures 1 3 2 MPa 15 MPa 1 MPa 5 MPa 1 4 1 5 Contrainte, MPa 2 1,1 h 1 h 1 h 1 h Figure 3.38 Fluage en flexion du ZYTEL 79G13L, à 125 C, sec, et sous différents niveaux de contraintes Figure 3.41,1,2,3,4 Déformation, % Courbes isochrones contrainte/déformation en flexion pour le ZYTEL 77G43 (PA612) à 125 C, sec,5,6 5, 4, 5, 2 MPa Déformation, % 3, 2, 1, 1 2 1 1 1 1 1 1 2 Durée en heures 1 3 2 MPa 15 MPa 1 MPa 5 MPa 1 4 1 5 Déformation, % 4, 3, 2, 1, 1 2 1 1 1 1 1 1 2 Durée en heures 1 3 15 MPa 1 MPa 5 MPa 1 4 1 5 Figure 3.39 Fluage en flexion du ZYTEL 8G14 (PA66 modifié choc, renforcé fibres de verre 14%), à 23 C, 5 % HR, et sous différents niveaux de contraintes Figure 3.42 Fluage en flexion du MINLON 11C14 à différents niveaux de contrainte, à 125 C, à sec en sortie de moulage 3.1 Propriétés des polyamides de DuPont

Déformation, % Figure 3.43 Déformation, %,5,45,4,35,3,25,2,15,1,1,5 1 1 1 Durée en heures 1 1 Fluage en flexion du MINLON 23B1 sous une contrainte de 6,9 MPa, 23 C, 5% HR,6,5,4,3,2 Module de fluage (module apparent) Lorsque la contrainte est uniformément répartie dans la pièce, la déformation peut se calculer à l aide du module apparent (E). On peut déterminer ce module à partir des courbes isochrones de fluage, à condition de se référer aux bonnes conditions de contrainte, durée, température et taux d humidité en donnant à E la valeur suivante: E fluage = 1 σ/ε total, (ε total en %) Contraintes de longue durée dans l eau Les valeurs des contraintes tangentielles à l éclatement en fonction du temps de tuyaux en ZYTEL 42 et ZYTEL 11, soumis à une pression interne dans des bains à différentes températures, sont indiquées figures 3.45 et 3.46. Il est suggéré d utiliser ces données, associées aux courbes de fluage correspondantes, pour la conception des pièces devant se comporter comme des récipients sous pression. Il faudra toutefois sérieusement confirmer la conception par des essais réalistes sur prototypes. Reprise (élastique) avec des contraintes cycliques dans l air Les figures 3.47 et 3.48 montrent le comportement du ZYTEL 11 soumis à des contraintes cycliques à température ordinaire. Il se produit une récupération immédiate (reprise élastique) dès suppression de la contrainte, suivie d une récupération progressive en fonction du temps. La durée d application de la contrainte, lorsqu elle est très inférieure à sa valeur au seuil d écoulement, a une grande Figure 3.44 1 1 1 Durée en heures 1 1 Fluage en flexion du MINLON 23B1 sous une contrainte de 6,9 MPa, 125 C, à sec en sortie de moulage 3 23 C On peut représenter le fluage graphiquement sous une variété de formes, telle que la représentation isochrone (d égale durée) dans laquelle on trace les courbes contrainte-déformation pour un certain nombre de durées différentes d applications des contraintes. On peut alors déterminer le module apparent à partir de ces diagrammes, en fonction des valeurs de la déformation pour une durée quelconque. Une autre représentation, préférée pour l analyse assistée par ordinateur, consiste à montrer la déformation totale en fonction du temps à différents niveaux de contraintes. Il est possible, à partir des courbes isochrones de contrainte-déformation de déterminer le «fluage en flexion» pour un niveau de contrainte connu et vice versa si désiré (voir figures 3.23 3.25). Toutes les valeurs de fluage présentées dans cette section ont été déterminées sur des éprouvettes de 12,7 mm de largeur et de 3,2 mm d épaisseur, librement supportées aux deux extrémités sur des appuis distants de 1 mm. La charge était appliquée au milieu de cette poutre, pour la mettre en flexion. Les figures 3.23 à 3.44 montrent diverses valeurs de fluage à différentes conditions de température et d humidité pour un certain nombre de grades de ZYTEL. Pour le ZYTEL 7Gxx 66 grades en nylon renforcé fibre de verre, on a montré qu il était possible d exprimer la contrainte totale telle que: ε total = ε élastique + ε fluage = σ +,1 σ t,2 = σ (1 +,1 t,2 ) E E E ou: σ = pression (en MPa); E = module d élasticité à une température donnée (en MPa); t = temps (h). Pour d autres grades de la famille des nylons, la même formule peut être dérivée. Contrainte tangentielle, MPa Figure 3.45 Contrainte tangentielle, MPa Figure 3.46 2 1 3 2 1 1 1 45 C 6 C 1 1 2 1 3 1 4 1 5 Durée avant éclatement en heures Contrainte tangentielle à l éclatement en fonction de la durée et à différentes températures pour du ZYTEL 42. Tuyaux saturés teneur en eau 8,5% (1% HR) A 5% HR A saturation 1 an 1 1 2 1 3 1 4 1 5 Durée avant éclatement en heures Contrainte tangentielle à l éclatement en fonction de la durée et à différentes températures pour du ZYTEL 11, à 5% HR et à saturation, 66 C Propriétés des polyamides de DuPont 3.11

Déflexion, mm Figure 3.47 Déflexion, mm Figure 3.49 Contrainte rémanente (en % de la contrainte initiale) Figure 3.49 3 2 1 3 2 1 Moyenne de 8 échantillons testés 5 1 Durée en heures Contraintes cycliques et récupération pour le ZYTEL 11, courte durée, contrainte 6,9 MPa, 23 C. Eprouvette 95 12,7 3,2 mm; chargée à une extrémité. 5 4 Moyenne de 8 échantillons testés 5 1 Durée en heures Contraintes cycliques et récupération pour le ZYTEL 11, courte durée, contrainte 13,8 MPa, 23 C. Eprouvette 89 12,7 3,2 mm; chargée à une extrémité. 1 8 6 4 2 1 1 1 1 1 2 Heures influence sur le degré de récupération. En règle générale, l importance de la récupération après suppression des contraintes statiques sera fonction de: la durée d application de la contrainte, son niveau, la température, les conditions environnantes, la durée de récupération et plus important encore, la forme géométrique de la pièce. 15 15 1 3 1 5 1 6 Relaxation des containtes pour une poutre supportée à une extrémité en résine polyamide ZYTEL 11. Allongement des fibres extérieures 2%, contrainte initiale 13,8 MPa (,1 heure après application de la charge) Relaxation des contraintes dans l air La figure 3.49 montre la diminution progressive dans le temps de la contrainte, pour une poutre soumise à une déformation permanente fixe. Il faut tenir compte de ce phénomène dans les applications telles: ressorts pré-tendus, vis auto-taraudeuses et emmanchements à force. Tenue au choc Résistance au choc, choc unique La résistance au choc ou l aptitude d une pièce à absorber un impact est difficile à prévoir, dans le cas d une pièce moulée, car elle est très dépendante de sa forme géométrique. Il faut par conséquent attacher une grande importance à la conception des pièces, de manière à améliorer leur résistance au choc, et en particulier arrondir généreusement tous les angles pour éviter les angles vifs. Comme l énergie à absorber doit finalement l être par la pièce elle-même, toute flexibilité interne dans sa conception améliorera considérablement sa résistance au choc. Les pièces flexibles à paroi mince, comme des bobines cylindriques, sont difficiles à briser. Les pièces rigides, qui par contre ne peuvent absorber autant d énergie, sont plus fragiles. La mesure de la résistance au choc des matériaux plastiques fait appel à de nombreuses méthodes. Cette diversité est nécessaire, car de nombreux facteurs comme la vitesse de l impact, la forme géométrique (entailles), et bien d autres, ont une influence considérable sur la résistance au choc. Il n existe aucun essai permettant à lui seul de prédire le comportement au choc d une pièce dans des conditions variées d utilisation. La norme ASTM D1822 décrit un «essai au choc en traction pour déterminer l énergie de rupture» (The Tensile Impact Energy-to- Break Test). Celui-ci permet de déterminer l énergie nécessaire pour briser une éprouvette plate, à l aide d un pendule calibré qui la soumet à une contrainte en traction à vitesse très élevée. On peut utiliser pour cet essai, soit des éprouvettes courtes (meilleure reproductibilité), soit des éprouvettes longues (meilleure différentiation des matériaux). L un des problèmes potentiels de cette norme est que les résultats peuvent différer suivant la construction des machines d essai utilisées. La température et le taux d humidité peuvent affecter la résistance au choc des polyamides comme le mettent en évidence les essais normalisés Izod et de choc en traction. Comme l humidité rend les polyamides plus flexibles les pièces conditionnées pourront absorber plus d énergie avant de se rompre que les pièces à l état sec. Il en est de même pour la température, surtout dans l intervalle température ambiante, 66 C. Le tableau 3.3 indique les valeurs de résistance au choc en traction mesurées sur des éprouvettes courtes et longues pour différents types de ZYTEL. La norme ASTM D746 définit la «température de fragilité» comme étant la température à laquelle 5% des échantillons se brisent lorsqu ils sont soumis à des chocs bien spécifiques. Cette méthode fait ressortir le fait que la température de fragilité n est pas nécessairement la température la plus basse à laquelle puisse être utilisée la matière. Cette norme est très utilisée pour les élastomères, les polyéthylènes et d autres matériaux flexibles. Le tableau 3.4 indique les valeurs de la température de fragilité pour quelques types représentatifs de la gamme des ZYTEL aussi bien à l état sec que conditionnés. L essai au choc Izod, norme ISO 18, mesure l énergie requise pour briser une éprouvette dans laquelle a été usinée une entaille de,25 mm de rayon. Le coté de l entaille se trouve sous tension lors du choc. La résistance au choc Izod est une bonne indication de la réduction de ténacité d une pièce due à sa forme géométrique, 3.12 Propriétés des polyamides de DuPont

Tableau 3.3 Résistance au choc en traction des résines polyamides ZYTEL ASTM D1822 à 23 C en kj/m 2 5 Eprouvette à sec 5% HR ZYTEL 42 (longue) 535 pas de casse ZYTEL 11 (longue) 54 147 ZYTEL 11 (courte) 158 231 ZYTEL 13 (longue) 462 118 ZYTEL 158 (longue) 611 945 ZYTEL 158 (courte) 153 218 ZYTEL 48 (longue) 55 168 ZYTEL 48 (courte) 189 265 Tableau 3.4 Température de fragilité des ZYTEL ASTM D746 Basse température de fragilité Matière à sec 5% HR ZYTEL 11 8 C 65 C ZYTEL 15 52 C 52 C ZYTEL 42 1 C 85 C ZYTEL 91HS 72 C 4 C ZYTEL 151L 12 C 118 C ZYTEL 158L 126 C 11 C Résistance au choc Izod, éprouvettes entaillées, J/m 5 5 Sec, en sortie de moulage ZYTEL ST81 ZYTEL 48,25,25,25 Rayon de l'entaille, mm ZYTEL 11L Figure 3.5 Effet du rayon de l entaille sur la résistance au choc Izod Tableau 3.5 Résistance au choc Izod des ZYTEL, 23 C, ASTM D256 J/m Matière à sec 5% HR ZYTEL 11 53 112 ZYTEL 42 69 134 ZYTEL 15 43 17 ZYTEL 48 166 24 ZYTEL 91HS pas de rupture 8 ZYTEL 151 43 69 ZYTEL 158 53 75 ZYTEL ST81 91 91-133 Tableau 3.6 Essai aux chocs multiples sur du ZYTEL 11 et de l acéto-butyrate de cellulose Hauteur de chute en mm Matière Un choc Chocs multiples Choc Izod mm mm J/m ZYTEL 11 9 76 112 Acéto-butyrate de celllulose 1 18 32 Eprouvette tubulaire 17,8 mm diamètre extérieur, 8,9 mm diamètre intérieur soumise à la chute d un poids de 1,2 kg tombant librement. Hauteur de chute nécessaire pour causer une fêlure visible à la suite d un choc unique ou de 1 chocs répétés pour l essai aux chocs multiples. Réalisé à la température ambiante, 5% HR, tenue en eau des échantillons,35% comme par exemple l absence d arrondis des angles vifs. Bien que cet essai soit très utilisé dans l industrie plastique, on a souvent questionné sa validité comme représentation de la résistance au choc d une matière. Comme des entailles sont usinées dans l éprouvette, cet essai mesure plutôt la sensibilité aux amorces de rupture que la résistance au choc elle-même. Les valeurs de résistance au choc Izod représentatives de divers grades de ZYTEL à l état sec et conditionnés figurent au tableau 3.5. L effet du rayon de l entaille sur la résistance au choc Izod pour certains grades non renforcés de ZYTEL est indiqué à la figure 3.5. Ce diagramme démontre l importance qu il y a à éviter les angles vifs dans les pièces moulées. La résistance au choc augmente en général avec la température et l humidité relative. Résistance au choc, impacts multiples La résistance aux chocs répétés est plus significative que la résistance au choc unique pour le choix du matériau dans bien des applications. Les gâches de serrures automobiles, les appareils électroménagers, les talons de chaussures féminines, les cames, les engrenages dans les trains de réduction sont quelques unes des nombreuses applications où la résistance à un nombre de petits chocs répétés est plus importante que la résistance à un gros choc unique. Les valeurs de résistance aux chocs répétés sont en général plus utiles, pour la prédiction du comportement des pièces en service, que les données d essais au choc unique comme celles de la norme Izod. Ainsi que le montre le tableau 3.6, l acéto-butyrate de cellulose a une bonne résistance au choc Izod et une bonne ténacité à l essai au choc unique sur éprouvette tubulaire, et se comporte donc favorablement par rapport au ZYTEL 11. Sous des chocs répétés par contre, le ZYTEL 11 s avére très supérieur à l acéto-butyrate. On a aussi utilisé les chocs répétés au pendule pour comparer la résistance du ZYTEL 11 avec celle d autres matériaux et comme le montre le tableau 3.7, il a une résistance exceptionnelle. Tableau 3.7 Résistance aux chocs répétés sur éprouvette tubulaire à 2,16 m/s* Matière Polyamide ZYTEL 11 28 Acétal DELRIN *** 5 185 Polycarbonate 37 Zinc coulé 7 Aluminium coulé 5 Nombre de chocs avant rupture** ***Modern Plastics, mai 1964. ***Défaillance définie par rupture ou réduction de plus de 2% de section droite par suite de la déformation produite par les chocs. *** Marque déposée de DuPont de Nemours pour sa résine acétal. Résistance à la fatigue Les matériaux soumis à une contrainte cyclique se rompent le plus souvent à un niveau de contrainte inférieur à leur résistance à la traction. Ce phénomène est dénommé «rupture par fatigue» du matériau. Il est bien connu et a été étudié pendant des années pour les métaux. Dans le cas des plastiques, on constate des ruptures de ce genre avec des engrenages ou des piéces soumises à des vibrations, des contraintes, ou des flexions répétées. Les valeurs de résistance à la fatigue obtenues à partir d éprouvettes normalisées sont utiles aux ingénieurs d étude. Ces valeurs sont influencées par les conditions environnantes. Il faudra par conséquent en tenir compte, ainsi que de l effet du à la concentration des contraintes. Propriétés des polyamides de DuPont 3.13

5 Contrainte, MPa 4 3 2 Direction de l'orientation Sec, en sortie de moulage 5% HR 1 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 Nombre de cycles avant rupture Figure 3.53 Endurance du ZYTEL 11 en tension et compression alternées axialement sur un appareil Sonntag. 18 cycles par minute, 23 C (orientation longitudinale de l éprouvette) Figure 3.51 Vue rapprochée d une éprouvette dans la machine d essai Les essais dans les conditions de service ou des essais simulés réalistes sont encore le meilleur moyen de prévoir le comportement du matériau dans l application envisagée. On peut déterminer les caractéristiques d endurance à la fatigue des plastiques en utilisant une machine Sonntag-Universal travaillant à contrainte constante. Dans ces essais, la contrainte est appliquée à l éprouvette 18 fois par minute jusqu à rupture. Les éprouvettes peuvent être soumises à des contraintes de traction ou de compression, elles peuvent aussi, ce qui est généralement considéré comme beaucoup plus sévère, être soumises à des contraintes alternées en tension et compression. On peut aussi utiliser la même machine pourvue de dispositifs annexes pour appliquer des contraintes en flexion. La photo, figure 3.51, montre comment l éprouvette est disposée dans la machine pour mesurer son endurance à la fatigue. L endurance à la fatigue se traduit en fait par la durée de vie utile de la pièce soumise à des contraintes répétées. On l exprime généralement pour les plastiques par le niveau de contrainte à ne pas dépasser pour que la pièce puisse tenir un million de cycles avant rupture. Une extrapolation de ces données permettra de prévoir le nombre de cycles réalisables avant rupture à tel ou tel niveau de contrainte. Contrainte, MPa Figure 3.54 3 2 1 ZYTEL 158 ZYTEL 11 ZYTEL 48 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 Nombre de cycles avant rupture Endurance des ZYTEL 11, ZYTEL 48 et ZYTEL 158. Tensions et compressions alternées axialement sur un appareil Sonntag à 18 cycles par minute. Essais à 23 C sur des éprouvettes à l état d équilibre 4 3 Contrainte, MPa 3 2 Eprouvette de 7,8 mm d'épaisseur Sec, en sortie de moulage 5% RH Contrainte, MPa 2 1 23 C 1 C 1 Figure 3.52 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 Nombre de cycles avant rupture Données relatives à l endurance à la fatigue pour le ZYTEL 11 sur une machine Sonntag. 18 cycles par minute et valeur maximale de la contrainte constante à 23 C Figure 3.55 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 Nombre de cycles avant rupture Influence de la température sur l endurance à la fatigue du ZYTEL 11. Essai réalisé sur appareil Sonntag en tension et compression alternées axialement à 18 cycles par minute. Températures: 23 et 1 C 3.14 Propriétés des polyamides de DuPont

7 6 ZYTEL 7G3HSL sec, en sortie de moulage 5 ZYTEL 7G3HSL 5% HR Contrainte, MPa 4 3 ZYTEL 11 sec, en sortie de moulage ZYTEL 11 5% HR 2 1 1 4 1 5 1 6 1 7 Nombre de cycles jusqu'à la rupture Figure 3.56 Résistance à la fatigue comparée du ZYTEL 11 et du ZYTEL 7G3 HSL renforcé fibres de verre. Essais en tension/compression à 18 cycles par minute Niveau de contrainte, MPa 6 5 4 3 2 1 1 2 MINLON 23B1 MINLON 1B14 1 3 1 4 1 5 Nombre de cycles avant rupture 1 6 De nombreuses applications dans l industrie automobile, l électroménager et les machines outils demandent une bonne résistance à la fatigue dans des conditions de températures élevées et souvent en présence de matières comme graisses, huiles, carburants et détergents. On a pu vérifier que les vapeurs de carburants n avaient aucune influence sur la résistance à la fatigue du ZYTEL 11. Comme le montre la figure 3.55, les changements de température entre 23 et 1 C n ont que peu d influence sur la résistance à la fatigue du ZYTEL 11. Figure 3.57 Niveau de contrainte, MPa Figure 3.58 Résistance à la fatigue en fonction du nombre de cycles avant rupture pour les MINLON 23B1 et 1B14, secs, en sortie de moulage et à 5% HR 6 5 4 3 2 1 1 2 MINLON 11C14 1 3 1 4 1 5 Nombre de cycles avant rupture Résistance à la fatigue en fonction du nombre de cycles avant rupture pour le MINLON 11C14, sec, en sortie de moulage et à 23 C Le comportement du ZYTEL 11 à la fatigue en flexion est montré figure 3.52. La résistance à la fatigue du ZYTEL 11 sec est supérieure à celle des éprouvettes conditionnées à 5% d humidité relative. La figure 3.53 fournit des informations sur la résistance à la fatigue du ZYTEL 11 soumis à des contraintes axiales alternées en tension et compression. La figure 3.54 fournit des données comparatives de résistance à la fatigue, déterminées sur des machines Sonntag, pour les ZYTEL 11, 158, et 48. 1 6 Des essais sur éprouvettes conditionnées à une variété de détergents ont montré que ceux-ci n avaient aucune influence sur la résistance à la fatigue. Les diagrammes 3.56 à 3.58 montrent les courbes de résistance à la fatigue obtenues sur machine Sonntag-Universal pour le ZYTEL 7G3 et certains grades de MINLON. Des essais expérimentaux ont démontré qu au dessous de 18 cycles à la minute, la fréquence à laquelle était appliquée la contrainte n avait pratiquement pas d influence sur la résistance à la fatigue du ZYTEL. A des fréquences plus élevées, ou sous des contraintes supérieures à celles qui figurent dans les différents diagrammes illustrés plus haut, la chaleur résultant du travail engendré pourrait suffisamment augmenter la température de la matière pour provoquer une modification de ses propriétés. Les caractéristiques de résistance à la fatigue du ZYTEL sont très intéréssantes pour les pièces soumises à des vibrations. Les métaux résistent à des niveaux de contraintes répétées plus élevés, mais comme ils sont plus rigides et ne fluent pas suffisamment ils ne résistent pas forcément à la répétition de déformations répétées, même minimes. Dans les mêmes conditions, mais à des niveaux de contrainte beaucoup plus faibles, le ZYTEL résistera d une manière tout à fait satisfaisante à des déformations répétées. La résistance à la fatigue du ZYTEL sera par conséquent particulièrement intéressante pour des applications comme engrenages, tubes hydrauliques, et toutes sortes de pièces de machines soumises à des vibrations. Propriétés des polyamides de DuPont 3.15

Dureté, résistance à l abrasion, frottement et usure Dureté La dureté Rockwell est une mesure de la surface de l empreinte laissée par une bille de diamètre 12,5 mm pressée sur l échantillon à tester sous une charge bien définie. Cette mesure de dureté est reliée au module de traction et c est celle que l on utilise le plus fréquemment pour caractériser les polyamides. On utilise aussi quelquefois une autre méthode connue sous le nom de dureté au «durométre» et qui consiste à mesurer la pénétration d une pointe en acier trempé dans l échantillon à tester. Les résultats de ces deux types de mesure sont illustrés au tableau 3.8. Tableau 3.8 Valeurs de dureté pour les polyamides ZYTEL à 23 C (Dureté Rockwell, ASTM D785-51; Dureté au duromètre, ASTM D676-49T) Dureté Rockwell Dureté au duromètre Matière Etat sec 5% HR Etat sec 5% HR ZYTEL 11 R18 R18 89 82 ZYTEL 15 R121 R19 91 85 ZYTEL 151 R114 R13 ZYTEL 42 R121 R18 9 82 ZYTEL 91HS R7 R65 ZYTEL 48 R115 R12 83 76 Ces valeurs sont données pour des échantillons secs et conditionnés à 5% d humidité relative. Les spécimens conditionnés ont des duretés inférieures. Toutes les valeurs ont été déterminées sur des échantillons équilibrés à la température ambiante de 23 C. La dureté des polyamides décroît avec les augmentations de température. Résistance à l abrasion L expérience acquise dans de nombreuses applications démontre que le ZYTEL a une résistance à l abrasion exceptionnelle. Un matériau aussi résilient que lui peut se déformer sous une charge et reprendre sa forme initiale dès qu elle est supprimée sans forcément subir d usure. C est ainsi par exemple que des vis sans fin utilisées dans des mélangeurs de peinture ont pu rester en service plus de 18 mois sans usure appréciable, alors que les engrenages métalliques qu elles remplacaient s usaient à un tel point au bout de 6 mois que les extrémités de leurs dents ne ressemblaient plus qu à des lames de couteaux. De très nombreuses méthodes ont été utilisées pour la mesure de la résistance à l abrasion des plastiques et quelque soit la méthode choisie le ZYTEL s est avéré le meilleur. L essai Taber montre que le ZYTEL perd moins de poids à l abrasion que de nombreux autres types commerciaux de matières plastiques dans les mêmes conditions (voir tableau 3.9). La perte est en fait de la moitié à un dixième seulement. Les essais au tonneau à billes ont montré que la perte de poids du ZYTEL représentait moins du dixième de celle du caoutchouc dur, de l aluminium coulé ou de l acier ordinaire. Dans les essais d abrasion au fil hélicoïdal, le ZYTEL s avére être 35 fois plus résistant que le polyéthylène. Au cours d essais sur roues de chariot, le ZYTEL a démontré un comportement meilleur que celui d une résine thermodurcissable comme le phénol formaldéhyde (voir tableau 3.9). Les essais d usure sur marques de chaussée ont montré que des disques de ZYTEL soumis au trafic routier se comportaient de 25 à 6 fois mieux que des disques de styrène-butadiène, de terpolymères d acrylonitrile et d acéto-butyrate de cellulose. Caractéristiques de friction De très nombreuses applications, du genre paliers et coussinets ou autres pièces de frottement, font appel aux polyamides ZYTEL en raison de leurs excellentes caractéristiques de friction et de résistance à l usure. Les résines ZYTEL peuvent fonctionner dans des applications impliquant des frottements à sec, bien souvent là ou d autres matériaux ne seraient pas fonctionnels. Une lubrification des surfaces de frottement au montage élargira encore le domaine déjà vaste des applications du ZYTEL. Tableau 3.9 Comparaison des pertes de poids de divers matériaux par rapport au ZYTEL dans différents essais de résistance à l abrasion Tonneau Fil Galets de Marque Matière Taber à billes hélicoïdal roulement de chaussée ZYTEL 11 1 1 1 1 1 DELRIN 5OO NC1 2 5 4 6 5 6 3 4 2-3 Polystyréne (plusieurs types) 9 26 15 2 35 Terpolymère ABS 9 1 2 Copolymère SAN 25 Acétate de cellulose 9 1 Acéto-butyrate de cellulose 9 15 1 2 15 6 Méthyl-métacrylate 2 5 1 2 2 Mélamine formaldéhyde (moulée) 1 2 Phénol formaldéhyde 4-12 16 5 Caoutchouc dur 1 Aluminium coulé 11 Acier ordinaire 15 2 Description des essais A. Essais Taber réalisés avec une roue CS-17 sous une charge de 1 N à 23 C. Pièces conditionnées à 23 C et 5% HR B. Essai réalisé en roulant dans un tonneau de 125 mm contenant 25 billes de «Carborundum» dans 5 ml d eau des éprouvettes de 5 38 3 mm. Dans des variantes de cet essai, et sans observer de changements significatifs des résultats, les billes en «Carborundum» ont été remplacées par des billes d acier, les éprouvettes par des pièces moulées et le milieu aqueux supprimé. C. Les essais au fil hélicoïdal sont réalisés en tirant une boucle de fil résistant mince (enroulé autour d une corde) autour d un barreau cylindrique. La corde est sous tension constante et passée autour du barreau à,3 m/s. La profondeur de la gorge ainsi engendrée est mesurée au bout de 3 minutes. D. Des galets de 38 mm de diamètre et de 8,7 mm de portée furent montés sur un cadre standard de chaise roulante. Les galets montés d origine étaient en phénolique. Les chaises soumises à l essai furent utilisées sur un sol en ciment et le test mené sur plusieurs mois. E. Des disques de 5 mm de diamètre et de 3,2 mm d épaisseur furent boulonnés au centre d un corridor de chaussée. L usure par abrasion la plus importante eut lieu entre disque et chaussée. 3.16 Propriétés des polyamides de DuPont

Le coefficient de friction mesuré, dépend de bien des facteurs, y compris de l appareil utilisé, la température de l essai, le fini et la propreté de surface de l échantillon à tester. Les valeurs définies sont aussi fonction de la charge et de la vitesse. Les valeurs de coefficients de friction ont été obtenues dans diverses conditions comme indiqué aux tableaux 3.1 et 3.11. Les essais ont montré qu il n y avait pas de changements significatifs entre 23 et 12 C et pour des vitesses comprises entre,5 et 2 m/s. Dans toutes les applications où le frottement est critique, il est recommandé de pratiquer des essais dans les conditions réelles d utilisation. Tableau 3.1 Plage de coefficients de friction du ZYTEL 11F Coefficients de friction Statique Dynamique ZYTEL sur ZYTEL sans lubrification maximum,46,19 minimum,36,11 ZYTEL sur DELRIN sans lubrification maximum,2,11 minimum,13,8 ZYTEL sur acier sans lubrification maximum,74,43 minimum,31,17 Conditions d essai: Pression normalisée,14 MPa Vitesse de glissement,5 m/s Température 23 C Méthode d essai: Coussinet en butée ZYTEL conditionné à 2,5% d humidité Tableau 3.11 Coefficient de friction du ZYTEL 11. Battelle Memorial Institute, Machine d essai Neely, lubrifiant à film mince vitesse de surface,75 m/s Surface Pression Coefficient Lubrifiant opposée MPa de friction A sec ZYTEL 7,2,4 à,13 Eau ZYTEL 7,2,8 à,14 Huile ZYTEL 7,2,7 à,8 Eau Acier 7,2.,3 à,5 Huile Acier 1,7,2 à,11 Eau Laiton 7,2,3 à,5 Huile Laiton 1,7,8 à,14 Usure L usure des matières plastiques est le plus souvent due à une combinaison d usure par adhérence et d usure par abrasion. La part relative de chacune de ces causes pour une application déterminée dépend de nombreux paramètres et elle est pratiquement impossible à prévoir. Il existe une méthode de calcul traditionnelle pour déterminer l usure, basée sur l équation suivante: P = kcvt Où: P = Poids de matière usée, dans le temps t k = Facteur d usure C = Charge appliquée V = Vitesse de glissement Il faut cependant reconnaître qu il est impossible, aussi bien pour le ZYTEL que pour les autres plastiques, d utiliser le facteur d usure ainsi calculé pour prévoir le comportement de la matière dans une application pratique.,2 P =,4 kg Usure, mm,1 ZYTEL 7G3 / DELRIN 5 ZYTEL 11 / DELRIN 57 ZYTEL 11 / ZYTEL 11 ZYTEL Ø 12,5 mm n = 145 rpm F = 1 cm 2 ZYTEL 11 / acier trempé ZYTEL 11 / ZYTEL 11+eau ZYTEL 11 / DELRIN 5 1 2 3 4 5 6 Durée de fonctionnement, heures Figure 3.59 Usure d un coussinet axial usiné de ZYTEL, dégraissé au trichloréthylène, à 23 C, et conditionné à 2,5% d humidité Propriétés des polyamides de DuPont 3.17

La plupart des tests sérieux ont été faits sur des paliers en butée en ZYTEL en frottement contre d autres matériaux. Les résultats de certains de ces essais sont indiqués sur le diagramme 3.59. Là encore, il ne faut utiliser ces données qu à titre comparatif. Comme avec tous les autres plastiques, l usure est très dépendante de la géométrie de la surface portante. Il faut faire particulièrement attention à obtenir de bonnes pièces de moulage et se rappeler qu une pièce mal dessinée est impossible à mouler correctement même par le meilleur des transformateurs. Les variations dimensionnelles doivent aussi être prises en considération. La valeur limite du produit PV, pour un palier de ZYTEL 11 supportant un arbre en acier trempé, est de,1 MPa m/s. Cette valeur est à prendre seulement à titre indicatif. Il est impératif de procéder à des essais avec des pièces moulées et dans les conditions d utilisation réelles, et il faut bannir tout essai accéléré et toute extrapolation. On peut encore améliorer la remarquable résistance à l abrasion et tenue à l usure du ZYTEL en lui incorporant des fibres para-aramides KEVLAR. Le ZYTEL -KEVLAR SFC7K2 est une résine renforcée contenant 2% de fibres de KEVLAR et elle est au moins cinq fois plus résistante à l usure que le ZYTEL non renforcé. Son utilisation permet aussi en général d empêcher l usure par abrasion de la surface opposée. 3.18 Propriétés des polyamides de DuPont

4 Autres caractéristiques des résines polyamides Caractéristiques électriques On utilise très largement les résines polyamide ZYTEL pour la fabrication de pièces électro-mécaniques à cause de leurs bonnes caractéristiques mécaniques, de leur résistance chimique, de leur tenue à la chaleur, et de leur résistance au feu. Cette combinaison de caractéristiques fait que le ZYTEL est transformé en bobines, connecteurs, blocs terminaux et isolation secondaire très résistante pour fils et câbles. Les pièces en résines polyamide ZYTEL sont en général utilisées sous des voltages et des fréquences respectivement inférieurs à 6 volts et 4 Hertz. Les pertes de puissance s accroîssent avec les augmentations de température, de fréquence et d humidité ambiante. D importantes pertes de puissance se produisent quelquefois dans des applications électroniques comme les puissants émetteurs de micro-ondes, lorsque les fréquences sont très élevées et la température assez haute. La teneur en humidité et la température influent sur la résistivité transversale, la rigidité diélectrique et le facteur de dissipation du ZYTEL. On peut réduire l impact de l humidité en utilisant les ZYTEL 151 ou 158 qui sont tous deux des polyamides 6.12 et qui absorbent moins d humidité que leurs homologues 66. De nombreux types de polyamide ZYTEL ont été classés par les «Underwriters Laboratories» (UL) dans leur système d homologation des matériaux polymérisés pour la fabrication de composants. Les classements UL des polyamides ZYTEL sont présentés à la section 8. Rigidité diélectrique, V/mm 2 15 1 5 Mesures réalisées sur des disques de 3,2 mm d'épaisseur 25 ZYTEL 11 ZYTEL 151 5 75 Température, C Figure 4.2a Influence de la température sur la rigidité diélectrique du ZYTEL 1 125 La rigidité diélectrique instantanée, mesurée selon la norme ASTM D149, varie avec l épaisseur, la teneur en eau et la température. Elle diminue lorsque teneur en eau et épaisseur augmentent (figure 4.1). La rigidité diélectrique et la résistivité transversale diminuent lorsque la température augmente (Figures 4.2a et 4.2b). Remarquez que le ZYTEL 151, qui est un polyamide 612 et par conséquent absorbe moins d humidité qu un 66, garde une résistivité transversale supérieure. Les valeurs de résistivité transversale ont été déterminées selon la norme ASTM D257. La constante diélectrique, comme le montrent les figures 4.4 et 4.5, augmente rapidement avec la température et le taux d humidité. Elle est mesurée selon la norme ASTM D15. Résistivité transversale ohm x cm 1 16 1 14 1 12 1 1 1 8 ZYTEL 11 ZYTEL 151 Comme il est toujours difficile de maintenir constants le taux d humidité et la température les valeurs indiquées ne représentent que des valeurs moyennes. Le facteur de dissipation augmente avec la température et le taux d humidité. Ses valeurs en fonction de ces deux paramètres se déterminent selon la norme ASTM D15 et les résultats sont montrés figures 4.6 et 4.7. 4 4 12 16 2 Température, C Figure 4.2b Influence de la température sur la résistivité transversale, à sec en sortie de moulage 8 1 16 Rigidité diélectrique, V/mm 6 4 2 ZYTEL 151, sec, en sortie de moulage à saturé. L'augmentation de taux d'humidité n'a pas produit de changement visible ZYTEL 11 en équilibre à 5% HR Résistivité transversale, ohm x cm 1 14 1 12 1 1 1 8 ZYTEL 151 Saturation ZYTEL 11 Saturation ZYTEL 151 à saturation (8,5% d'eau) 1 2 Epaisseur, mm 3 4 1 6 2 4 6 Taux d'humidité, % 8 Figure 4.1 Rigidité diélectrique instantanée du ZYTEL en fonction de l épaisseur, mesurée à 23 C Figure 4.3 Influence du taux d humidité sur la résistivité transversale à 23 C Autres caractéristiques des résines polyamides 4.1

1 16 ZYTEL 13 5% HR,4 Constante diélectrique 1 14 1 12 1 1 1 8 ZYTEL 151 5% HR ZYTEL 11 5% HR ZYTEL 151, sec, en sortie de moulage Facteur de dissipation, tangente,3,2,1 ZYTEL 151 ZYTEL 11 5 1 Température, C 15 2 2 4 6 8 Taux d'humidité, % Figure 4.4 Constante diélectrique Figure 4.5 Facteur de dissipation, tangente Figure 4.6 Constante diélectrique en fonction de la température, mesurée à 1 Hz. Eprouvettes conditionnées comme indiqué. Valeurs types basées sur des essais de laboratoire 5 4 3 2 1 3 2 1 5 3 2 1,5,3,2 Equilibre à 5% HR 2 ZYTEL 151 4 6 Taux d'humidité, % ZYTEL 11 Effet du taux d humidité sur la constante diélectrique, mesures à 1 Hz sur des plaques de 3,3 mm d épaisseur à 23 C,1,5,3,2,1 ZYTEL 151 ZYTEL 11 5 1 15 Température, C Facteur de dissipation en fonction de la température (1 Hz). Echantillons conditionnés à 5% HR à 23 C. Valeurs types déterminées en essais de laboratoire 8 Figure 4.7 Flammabilité Influence du taux d humidité sur le facteur de dissipation, mesuré à 1 Hz, éprouvettes conditionnées à 23 C Généralités On a attaché beaucoup d importance depuis quelques années à la tenue au feu et à la génération de fumée lors de la combustion des matières plastiques et toute une variété de tests ont été développés pour mieux quantifier ces phénomènes. Des agences fédérales, mais aussi des agences extérieures, comme ASTM (American Society for Testing Materials) et UL (Underwriter s Laboratories) et d autres associations ont beaucoup participé à la mise au point de ces nouveaux essais. On dispose aujourd hui de nombreuses procédures pour déterminer les normes de sécurité et établir des standards réalistes. Les tests individuels sont généralement conçus pour prédire le comportement au feu ou le comportement sous une chaleur intense des matériaux, comme dans le cas des incendies de bâtiments ou d avions. Dans ces cas là, les conditions de combustion sont légion, d où le grand nombre de tests existants. Il y a eu de nombreuses tentatives de la part des industries plastiques pour reproduire en laboratoire les conditions régnantes dans les incendies catastrophiques. La corrélation entre les résultats fournis par ces essais et la réalité n est malheureusement pas évidente et reste controversée. La valeur principale de ces essais est tout de même de classer les différentes matières les unes par rapport aux autres et en fonction de spécifications précises en ce qui concerne leur tenue au feu. Le comportement des résines polyamide ZYTEL dans ces essais de laboratoire est important pour les bureaux d étude, car il leur est nécessaire de savoir si tel ou tel matériau proposé satisfait ou non aux normes gouvernementales ou aux spécifications d industries particulières. Les tests mentionnés ci-après sont parmi ceux qui sont utilisés par de nombreux gouvernements et industries. Des données sur certaines résines ZYTEL figurent dans les tableaux 4.1 et 4.2. Le tableau 4.2 permet de comparer le comportement du ZYTEL avec celui d autres matériaux plastiques en ce qui concerne la tenue au feu et la génération de fumée. Compositions ignifugées La ligne de produits ZYTEL comprend toute une gamme de résines qui ont été spécialement modifiées pour résister au feu et par conséquent mieux se comporter dans les essais décrits ci-dessous. Ces grades ignifugés sont désignés sous le nom de «ZYTEL FN». Adressez-vous à votre représentant DuPont pour obtenir une description complète de ces résines modifiées. 4.2 Autres caractéristiques des résines polyamides

Tableau 4.1 Flammabilité et génération de fumée Indice d oxygène, % ASTM D2863 Underwriters flammabilité NBS génération de fumée Sec 5% HR Epaisseur Classement Source D m D s (a) Compositions éprouvette, mm d énergie 2 min ZYTEL 11L 28 31 1,6 94 V2 R 13 3,2 94 V2 RF 26 1 ZYTEL 13HSL 28 1,6 94 V2 ZYTEL 151L 25 28 1,6 94 V2 R 37 3,2 94 V2 RF 27 1 ZYTEL 48 19 2 3,2 94 HB ZYTEL ST81 18 19,8 94 HB ZYTEL FR72 VF 3,5 94 V Résines renforcées ZYTEL 7G3 1,6 94 HB ZYTEL FR7G25 V,5 94 V ZYTEL FR7G28 V1 1,6 94 V1 ZYTEL FR7M3 V 43 1,6 94 V MINLON 1B14 25 1,6 94 HB MINLON 11C14 3,8 94 HB MINLON 23B1 28 94 HB Note: Les MINLON 1B et 11C figurent sur les cartes jaunes UL comme UL94 HB. Les tests effectués sur le MINLON 23B1 dans les laboratoires de DuPont selon la norme ASTM D635 le font classer HB. D m =Densité optique spécifique au maximum de fumée. D s = Densité optique spécifique R = Source radiante seulement (2,5 watts/cm 2 ) RF =Source radiante et jets de gaz enflammés Tableau 4.2 Comparaison des résines polyamides ZYTEL 66* avec d autres matériaux. Indice d oxygène et génération de fumée NBS Indice Epaisseur, Densité max. (D m ) Matières d oxygène, % Matières mm de fumée** Polytetrafluoréthylène 95 RF** R** Chlorure de polyvinyle 45 49 ZYTEL 11 (PA 66) 28 31 ZYTEL 11 (PA 66) 3,2 26 13 Oxyde de polyphénylène 28 29 Polycarbonate 3,2 174 12 Polycarbonate 26 28 Acrylique 5,6 17 156 Polyéthylène chloré 21,1 ABS 1,2 66 71 Polystyrène 18,1 Polystyrène 6,4 66 372 Polypropylène 17,4 Chlorure de polyvinyle 6,4 535 47 Polyéthylène 17,4 17,5 Polyéthylène 6,4 15 47 Acrylique 17,3 Contreplaqué marin 6,4 62 285 Homopolymère acétal 15 Chêne rouge 6,4 72 395 Copolymère acétal 14,8 14,9 Paraffine, bougie 16 ** Données tirées de «Flammability Handbook for Plastics, Carlos J. Hilado, Union Carbide Corp.» ; Technomic Publishing Company, Stamford, Conn, 692. ** Note: Voir tableau 4.1 pour l explication des symboles. Description des essais individuels Classement de flammabilité des Underwriters Laboratories (UL) 1. Test vertical à la flamme, article 94 (V, V1 et V2). Dans cet essai, que l on considère en général comme plus sévère que son homologue ASTM D635, une flamme est appliquée à une éprouvette fixée verticalement. Un matériau est classé 94 V s il satisfait à certaines exigences de l essai comme de s éteindre après 5 secondes (en moyenne) après retrait de la flamme et qu il ne laisse pas tomber de gouttelettes enflammées. Le classement V1 est moins sévère et admet un temps d extinction de flamme plus long. Le classement 94 V2 autorise la formation de gouttelettes enflammées et l ignition du coton. On peut aussi appliquer le test horizontal pour ce classement. Le ZYTEL 11 et les autres polyamides 66 sont classés 94 V2 dans ces essais (voir tableau 4.4). Se référer aux descriptions UL de l essai pour plus amples détails. 2. Test à la flamme horizontal, article 94. Dans cet essai, similaire à l essai ASTM D635, la vitesse de combustion est déterminée sur une éprouvette fixée horizontalement. Un matériau est classé 94 HB si sa vitesse de combustion ne dépasse pas 38 mm/ min, pour une épaisseur de 3,2 mm. Le ZYTEL 48 et les ZYTEL renforcés verre sont classés HB d après cet essai. Indice d oxygène, ASTM D2863. Une éprouvette en plastique, placée dans une enceinte contenant une atmosphère d azote et d oxygène, est soumise à une flamme de type bougie. On fait varier la concentration d oxygène et la concentration minimale nécessaire pour que la combustion puisse juste s entretenir est définie comme indice d oxygène. Les matériaux qui ne peuvent brûler qu à des concentrations d oxygène élevées sont considérés comme peu inflammables et auront un indice d oxygène important. Le ZYTEL 11 NC1 résiste à la combustion comme le laisse prévoir son indice d oxygène de 28, à sec en sortie de moulage, et de 31 conditionné à 5% HR (tableau). Autres caractéristiques des résines polyamides 4.3

Densité de fumée ASTM D2843. On fait brûler grâce à une flamme continue un échantillon de matière plastique dans une enceinte spéciale (XP-2) et la fumée qui est générée provoque la diminution d intensité d un faisceau lumineux. Cette variation d intensité est mesurée pendant toute la durée de l expérience et les résultats sont exprimés en termes de pourcentage de lumière absorbée et par un classement en densité de fumée. Cette méthode est conçue pour classer les matières plastiques entre elles, en fonction de leurs caractéristiques d émission de fumée dans des conditions normalisées. Le ZYTEL 11 se comporte bien d après cet essai, voir tableau 4.1. Génération de fumée NBS. Le bureau national des standards NBS a développé un test pour mesurer les variations de densité optique dues à l émission de fumée d une matière plastique soumise à une source de chaleur radiante et à une source de chaleur radiante plus celle d une flamme directe. L équipement nécessaire pour réaliser cet essai est commercialement disponible et NBS continue à l heure actuelle à le mettre au point. Les polyamides ZYTEL se comportent particulièrement bien dans cet essai, en particulier par comparaison avec l ABS ou le PVC. Les valeurs pour des matières non renforcées figurent aux tableaux 4.1 et 4.2. Les émissions de fumée sont légèrement plus importantes pour les ZYTEL chargés verre que pour les non-renforcés. Comportement à la combustion des polyamides ZYTEL. Les résines polyamides ZYTEL satisfont facilement aux normes de flammabilité de l administration fédérale des autoroutes (Federal Highway Administration, Notice of Proposed Motor Vehicle Safety Standard No. 32 «Flammability of Interior Passenger Cars, Multipurpose Passenger Vehicles, Trucks and Buses»). Ils satisfont aussi aisément aux normes proposées par la FAA pour son test d inflammabilité sous une flamme horizontale (FAA Notice of Proposed Rule Making, «Transport Category Air-planes, Crashworthiness and Passenger Evacuation», Air Regulation 25-15) La plupart des grades de ZYTEL passent aussi la norme plus sévère de flammabilité de la FAA dans un essai vertical de combustion de 6 secondes. Transmission de lumière Les polyamides non pigmentés et non renforcés sont relativement translucides dans les sections minces <3,2 mm, c est pourquoi ils ont été très utilisés dans les industries automobiles et aéronautiques pour la fabrication de plafonniers et d éclairages intérieurs. Pourcentage de transmission, % Figure 4.11 Diffusion, % 1 8 6 4 2,3 Violet Bleu Vert Jaune Rouge,1 mm,4,5 Longueur d'onde, µm 1,55 mm Courbe de transmission de lumière en fonction de la longueur d onde pour le polyamide ZYTEL 11. Régions ultraviolette et visible du spectre,275 à,65 µm. Appareil Cary modèle 14 avec sphère d intégration. Epaisseur,1 et 1,55 mm 1 8 6 4 2,1 mm -1% pleine gamme 1 1,55 mm -1% pleine gamme 1,5 2 Longueur d'onde, µm Figure 4.12 Diagramme spectral de transmission du polyamide ZYTEL 11. Infra-rouge proche,6 2,6 µm. Appareil Cary modèle 14 avec sphére d intégration. Epaisseur de l échantillon,1 et 1,55 mm. Transmission en fonction de la longueur d onde,6 2,5 Longueur d'onde, µm 2,5 3 4 5 6 7 8 9 1 12 15 2 3 4 5 Absorption,2,4,5 1 1,5,4,3,2,15,1,5 Fréquence, µm 1 Figure 4.13 Courbe d absorption des infrarouges en fonction de la longueur d onde pour le ZYTEL 11 NC1. Film de 13 µm d épaisseur, spectrophotomètre Perkin- Elmer modèle 621 4.4 Autres caractéristiques des résines polyamides

Le ZYTEL 151 est même encore plus translucide que le ZYTEL 11. Bien qu il soit plus foncé, il est quelquefois préférable d utiliser le ZYTEL 13 dans les cas d exposition prolongée à la chaleur. La présence de sphérulites dans le ZYTEL diffuse la lumière, le rendant ainsi translucide plutôt que transparent. Il est cependant possible au moulage ou en extrusion de former des sections essentiellement amorphes dans des épaisseurs d environ,25 mm par refroidissement rapide, elles seront alors plus transparentes que translucides. Les valeurs de transmission de lumière dans la gamme visible et l ultraviolet et l absorption dans les infrarouges sont indiquées aux figures 4.3 à 4.5. Le ZYTEL 33 est un polyamide complétement amorphe et transparent à la lumière visible. L ensemble des propriétés de cette résine diffère notablement de celles des résines semi-cristallines. Pour plus d informations, contacter le représentant local de DuPont. Propriétés thermiques Les coefficients de dilatation thermique de certaines résines non renforcées, mesurés à différentes températures, sont indiqués au tableau 4.3. La dilatation thermique est un facteur important à considérer pour la conception des pièces en matériaux plastiques. Le coefficient de dilatation des polyamides renforcés dans la direction de l écoulement est en général différent de celui de la direction perpendiculaire à cause de la différence de retrait dans les deux directions, ce qui d ailleurs peut provoquer un gauchissement de la pièce au refroidissement à la sortie du moulage. Un changement de position des points d injection et l optimisation du refroidissement du moule peuvent contribuer à réduire au minimum le gauchissement. Les valeurs de chaleur spécifique et de conductibilité thermique sont fournies aux tableaux 4.5 et 4.7. Pour connaître les valeurs de la viscosité en fonction du taux de cisaillement à différentes températures au voisinage du point de fusion pour les matières qui figurent au tableau 4.7, se reporter à CAMPUS 2.4. La température de fléchissement sous charge, ISO 75-I-2, est la température à laquelle une éprouvette normalisée soumise à une contrainte soit de,45 soit de 1,82 N/mm 2 fléchira de,25 mm. Les températures de fléchissement sous charge indiquées dans la litérature ne sont pas toujours identiques, car les contraintes internes et la teneur en eau ont une certaine influence sur les valeurs obtenues. Les valeurs indiquées au tableau 4.6 pour des échantillons à sec en sortie de moulage ont été déterminées après recuit des pièces et par conséquent élimination des contraintes internes. Il est important de réaliser que les températures de fléchissement sous charge des résines polyamide ZYTEL ne sont reliées ni à leur point de fusion, ni à leur température maximale de service. Considérons le cas d une éprouvette de polyamide soumise à une charge donnée sous une température variable. L effet de plastification thermique avec augmentation de la température conduira à une diminution du module et à un accroîssement du fléchissement. La plus grande partie de ce fléchissement sera récupéré lors de la suppression de la charge, alors qu avec les polymères amorphes il n y aurait aucune récupération. Tableau 4.3 Coefficient de dilatation linéaire, mm/mm/ C Température, C ZYTEL 11 ZYTEL 151 ZYTEL 48 4 63 1 6 72 1 6 61 1 6 72 1 6 81 1 6 65 1 6 23 81 1 6 9 1 6 72 1 6 77 9 1 6 18 1 6 9 1 6 Note: Les valeurs indiquées sont basées sur des échantillons à sec en sortie de moulage. Les coefficients de dilatation thermique varient légèrement avec la température et le taux d humidité. Pour le ZYTEL 11 par exemple, le coefficient de dilatation est de 81 1 6 / C à 23 C et à sec, alors qu il est de 117 1 6 / C à saturation. Tableau 4.4 Coefficient de dilatation linéaire, mm/mm/ C Coefficient de dilatation thermique Matériau mm/mm/ C Remarques MINLON 1B, MINLON 11C, MINLON 22C 36 1 6 Sec ZYTEL 7OG3HSL 23 1 6 Direction écoulement ZYTEL 77G33HSL 23 1 6 Direction écoulement ZYTEL 7G43HSL 23 1 6 Direction perpendiculaire ZYTEL 77G43HSL 23 1 6 Direction perpendiculaire Tableau 4.5 Chaleur spécifique ZYTEL E11 ZYTEL 151 Chaleur spécifique kj/kg C kj/kg C en dessous de C 1,3 1,3 de à 5 C 1,5 1,7 de 5 à 1 C 1,9 2,1 de 1 à 2 C 2,3 2,5 Tableau 4.6 Température de fléchissement sous charge* Charge,43 MPa Charge 1,8 MPa Matériau Température, C Température, C ZYTEL 11 235 8 ZYTEL E42 235 8 ZYTEL 48 23 69 ZYTEL 151 18 9 ZYTEL 158 18 9 Note: Toutes matières recuites dans l huile à 5 C en-dessous du point de fusion. Autres caractéristiques des résines polyamides 4.5

Tableau 4.7 Propriétés thermiques des résines ZYTEL et MINLON, valeurs rhéologiques Densité solide/liquide Chaleur spécifique de fusion Chaleur latente Conductivité Grade kg/m 3 J/kg C J/kg J/m s C ZYTEL 11F 114/95 264 5412,127 ZYTEL 11L NC1 114/95 2897 53594,135 ZYTEL 13HSLC 114/95 2897 53594,135 ZYTEL 135F NC1 114/12 254 43419,115 ZYTEL 48 NC1 19/95 2776 55185,14 ZYTEL 45 NC1 19/92 2734 47732,135 ZYTEL 49 NC1 19/92 2843 43964,12 ZYTEL 42 NC1 114/95 275 52338,12 ZYTEL ST81 18/92 2835 37683,136 ZYTEL 7G2HSL 129/112 294 4522,16 ZYTEL 7G3HSL 135/12 229 3224,18 ZYTEL 7G35HSL 141/127 229 32659,186 ZYTEL 7G43L 151/128 229 3377,176 ZYTEL 72G3HSL 137/121 2261 22819,186 ZYTEL 73G3 NC1 136/12 2357 5,23 ZYTEL 73G45 NC1 151/1345 2357 5245,25 ZYTEL 73G5 BK264 156/136 2357 5245,25 ZYTEL 79G13HSL 121/13 2186 33915,16 ZYTEL 8G33HSIL 134/114 2537 26378,189 MINLON 1B14 NC1 151/128 2274 35171,21 MINLON 11C14 NC1 148/127 2144 2853,241 MINLON 13MM GY282 124/185 26 4133,183 MINLON 13T2 137/117 2345 3816,28 MINLON 23B1 146/124 2236 33329,193 MINLON EFE652 NC1 162/144 23 2329,21 MINLON EFE653 BK165 147/125 2554 2373,271 4.6 Autres caractéristiques des résines polyamides

5 Effets des conditions d environnement sur le ZYTEL Résistance des résines polyamide ZYTEL aux températures élevées Introduction Les propriétés mécaniques des matières plastiques diminuent normalement avec le temps d exposition aux températures élevées à cause de leur dégradation par oxydation. La température d utilisation maximale en service dépend des conditions environnantes. Les résines polyamide ZYTEL se comportent bien à températures élevées et résistent aux huiles, aux graisses et aux carburants ce qui fait qu elles sont très utilisées dans les applications automobiles, électriques et dans l électro-ménager. Polyamides ZYTEL protégés chaleur Le ZYTEL 11, un polyamide 66 non modifié, a souvent été utilisé dans de nombreuses applications impliquant une exposition à température élevée. Des grades spéciaux plus résistants à la chaleur ont été développés pour des applications plus sévères, comme par exemple le ZYTEL 13HSL et le ZYTEL 7G3HSLR. Contacter le représentant local de DuPont pour de plus amples détails sur ces grades spéciaux. Comportement des polyamides ZYTEL exposés à hautes températures, données techniques pour les bureaux d étude Les données techniques sur le comportement des résines ZYTEL à haute température ont été déterminées en soumettant des éprouvettes au vieillissement à la chaleur pour des durées variées, et en mesurant les changements de valeur correspondants de leurs propriétés. Les informations obtenues sur la dégradation des propriétés sont utiles pour la comparaison des matériaux entre eux et pour prévoir la durée de vie possible de pièces soumises à des conditions extrêmes de durée et de température. Il est toutefois recommandé, chaque fois que possible, de procéder à des essais dans les conditions de service prévues. Eux seuls fourniront une base réaliste pour déterminer si une application est envisageable ou non. La résistance à la traction et la résistance au choc sont les premiers critères à utiliser lors de l étude de la plupart des projets, et leurs valeurs serviront à déterminer les niveaux de contrainte admissible et la propension de la pièce à supporter des chocs. L aptitude que présentent les plastiques à conserver leurs qualités mécaniques sans réduction notable au cours d expositions prolongées aux températures de service prévues est très importante pour de nombreuses applications mécaniques et électriques. La dégradation des propriétés des polyamides ZYTEL est illustrée aux figures 5.1 à 5.7. Les données montrent l influence du vieillissement à la chaleur à différentes températures sur la diminution de résistance à la traction en fonction de la durée. Résistance à la traction, MPa 1 75 5 25 157 C 132 C 12 C Résistance à la traction, MPa Figure 5.2 Résistance à la traction, MPa Figure 5.3 Résistance à la traction, MPa 125 1 75 5 25 8 6 4 2 18 C 16 C 1 2 3 Temps d'exposition, heures 2 3 Temps d'exposition, heures 132 C Effet du vieillissement du ZYTEL E13HSL dans un four à air sur la résistance à la traction 132 C 12 C 1 15 C 85 C 4 4 5 Effet du vieillissement du ZYTEL 151 NC1 dans un four à air sur la résistance à la traction 8 6 4 2 157 C 1 2 3 Temps d'exposition en heures 4 1 2 3 Temps d'exposition, heures Figure 5.1 Effet du vieillissement du ZYTEL 11 NC1 dans un four à air sur la résistance à la traction Figure 5.4 Effet du vieillissement du ZYTEL 48HSL BK9 dans un four à air sur la résistance à la traction Effets des conditions d environnement sur le ZYTEL 5.1

Résistance à la traction, MPa Figure 5.5 Résistance à la traction, MPa Figure 5.6 Résistance à la traction, MPa Figure 5.7 8 6 4 2 19 C 18 C 5 1 15 Temps d'exposition, heures 2 15 1 5 3 6 9 Temps d'exposition, heures 17 C Effet du vieillissement du ZYTEL ST81 dans un four à air sur la résistance à la traction 19 C 17 C 15 C 132 C Effet du vieillissement du ZYTEL 7G33L dans un four à air sur la résistance à la traction 25 2 15 1 5 17 C 132 C 157 C 3 6 9 Temps d'exposition, heures 15 C 2 12 12 Effet du vieillissement du ZYTEL 7G33HSL dans un four à air sur sa résistance à la traction Tableau 5.1 Résultats des essais de vieillissement (ASTM D638) pour les alliages en polyamides flexibles ZYTEL FN. (Ces résultats sont typiques et applicables à tous les grades) ZYTEL FN 716 726 Après heure de vieillissement Résistance à la traction à 23 C, MPa 3 33 Allongement à la rupture à 23 C, % 26 27 Après 1 heures de vieillissement à 1 C dans l air Résistance à la traction à 23 C, MPa 32 33 Allongement à la rupture à 23 C, % 26 34 Allongement retenu, % 1 12 Après 1 heures de vieillissement à 125 C dans l air Résistance à la traction à 23 C, MPa 31 34 Allongement à la rupture à 23 C, % 27 33 Allongement retenu, % 1 12 Après 1 heures de vieillissement à 135 C dans l air Résistance à la traction à 23 C, MPa 27 28 Allongement à la rupture à 23 C, % 218 258 Allongement retenu, % 83 95 Après 2 heures de vieillissement à 1 C dans l air Résistance à la traction à 23 C, MPa 28 32 Allongement à la rupture à 23 C, % 2 31 Allongement retenu, % 77 11 Après 2 heures de vieillissement à 125 C dans l air Résistance à la traction à 23 C, MPa 27 32 Allongement à la rupture à 23 C, % 22 3 Allongement retenu, % 83 11 Classement des polyamides ZYTEL selon les «Underwriters Laboratories, Inc.» Nombreux sont les biens de consommation, comme postes de radio, téléviseurs, machines à laver, machines de bureau, etc, qui sont vendus avec un label «UL» (Underwriters Laboratories), indiquant ainsi leur conformité avec les normes UL. Pour obtenir et garder ce label, les fabricants doivent prouver aux UL que l appareil opérera d une manière sûre, ou s il tombe en panne le fera sans danger, pendant toute la période de fonctionnement prévue. UL s assure auprès des fabricants de la conformité et du respect de son label grâce à des visites à l improviste dans leurs usines, selon un système connu sous le nom de «Service de ré-examen et service aprés-vente» (Re-examination and Follow-Up Service). En plus de ce label qui s applique aux appareils, les UL homologuent aussi des composants tels que thermostats, interrupteurs, etc, et des matiéres premiéres (le ZYTEL par exemple) selon une procédure d essais de laboratoire. Ceci est très intéressant, en permettant aux fabricants de bénéfier du classement UL pour des sous-ensembles sans avoir à réaliser d essais de longue durées, si tous les matériaux les composant sont déja eux-mêmes homologués individuellement. Cela se traduit évidemment par de grosses économies de temps et d argent pour le fabricant qui veut bénéficier du label UL. La «reconnaissance» ou l homologation d une matiére premiére se fait sur la base d essais de comportement réalisés sur des échantillons fraichement moulés tels que : Classe de flammabilité* Inflammabilité à l arc sous forte intensité* Inflammation au fil incandescent* Résistance à l arc sous haute tension* Vitesse de cheminement sous haute tension* * Les cartes jaunes sur lesquelles figurent les grades de ZYTEL homologués par les UL sont disponibles auprès du représentant local de DuPont. 5.2 Effets des conditions d environnement sur le ZYTEL

Résistivité transversale Rigidité diélectrique Température de fléchissement Stabilité dimensionnelle Résistance à la traction Résistance au choc Les UL sont de plus intéréssés par les variations à long terme des propriétés suivantes à plus de 5 C: Electriques (rigidité diélectrique) Mécaniques sans choc (résistance à la traction) Mécaniques avec choc (Izod ou choc en traction) Ces données sont déterminées grâce à une méthode de vieillissement thermique (UL article 746) appliquée à des éprouvettes moulées et/ou à des disques d épaisseurs normalisées et en exprimant les résultats obtenus par des courbes d Arrhenius. Ce système permet de prévoir à quelle température d exposition la propriété spécifique intéressée aura perdu 5% de sa valeur initiale au bout de 6 heures. La plupart de ces essais ont été effectués pour la majorité des résines polyamide ZYTEL et sont répertoriés aux UL dans le fichier n o E-41938. Propriétés électriques La baisse des propriétés électriques est un facteur important pour la conception des pièces. D après notre expérience, les propriétés telles que la rigidité diélectrique se conservent normalement mieux que les propriétés mécaniques. Des essais sur d autres propriétés électriques ont permis de confirmer cette théorie issue de la pratique, en démontrant une rétention satisfaisante des propriétés électriques même lorsqu une chute notable des propriétés mécaniques pouvait être observée. Tableau 5.2 Exemples de résines ZYTEL homologuées UL Classement UL, Composition de la résine propriétés électriques, C ZYTEL 11 et 11L (NC, WT, BK) 125 ZYTEL 13HSL (NC, BK) 13 ZYTEL 15 BK1A 125 ZYTEL 42 125 ZYTEL 151 et 158L 15 Résistance des résines ZYTEL à l eau chaude et à la vapeur Introduction Les résines polyamide ZYTEL résistent à l eau chaude et à la vapeur. C est pour cette raison que le ZYTEL est très utilisé dans des applications telles que: mélangeurs d eau chaude, engrenages et paniers de transport, équipements pour le transport d eau chaude, et pièces exposées à la vapeur, comme lors d un cycle de stérilisation. Cette section a trait au comportement du ZYTEL dans des conditions variées d exposition à l hydrolyse. Facteurs importants influençant la résistance à l eau chaude et à l hydrolyse Température. L attaque par oxydation et la fragilisation des pièces se produisent plus facilement aux températures élevées. Une augmentation de température de 15 C peut réduire la durée de vie en service de 4 à 5%, mais l influence de la teneur en oxygène de l eau est quelquefois plus importante que la température. Eau stagnante, eau fraîche. Le ZYTEL est moins affecté par l eau bouillante «stagnante» (ou désaérée) que par l eau bouillante constamment renouvelée ou aérée. A mesure que l eau s échauffe, l air dissous s échappe dans l atmosphère et à l ébullition, il ne subsiste que très peu d oxygène. L eau chaude provenant d un chauffe-eau est généralement assez riche en oxygène. Chlore. L effet de la chloration de l eau par les municipalités sur la durée de vie des pièces en ZYTEL est faible et difficilement quantifiable. Des essais de laboratoire ont montré que l eau chlorée, avec une concentration en chlore jusqu à 8 ppm, n avait qu un effet mineur sur le ZYTEL, et ne paraîssait pas affecter sa durée de vie en service de plus de 2 à 3%. Des microfissures peuvent cependant apparaître. Contraintes internes. Les contraintes internes en sortie de moulage ont une influence importante sur la durée de vie en service de la pièce, surtout dans les conditions susceptibles de provoquer des fissurations sous contrainte. Les pièces immergées dans l eau bouillante devraient être exemptes de toutes contraintes internes afin d être plus résistantes. Résistance au choc et à la fatigue. Tenue au choc et résistance à la fatigue font partie des exigences imposées aux mélangeurs d eau chaude et aux pièces similaires (pour résister aux «coups de bélier»). L expérience a montré que le ZYTEL se comportait de manière satisfaisante dans de telles circonstances, mais il vaut toutefois mieux faire des essais dans les conditions de service avant de commercialiser de nouvelles applications. Grades spéciaux pour résistance maximale à l hydrolyse Il faut utiliser les ZYTEL 122 et 7G3HSLR, tous deux protégés à l hydrolyse, pour les applications sévères dans l eau chaude ou exposées à la vapeur. Résistance des ZYTEL dans différents milieux d eau chaude L influence combinée des différents facteurs présents dans un certain environnement d eau chaude ou de vapeur rend très difficile toute prévision quant à la durée de vie en service. Bien que rien ne remplace les essais dans les conditions d utilisation, les résultats de tests menés dans des conditions parfaitement définies et contrôlées peuvent être utiles aux bureaux d étude pour mieux prévoir le comportement des pièces dans telle ou telle condition ou la chance de réussite d un nouveau type d application. C est pourquoi on a étudié comment se conservaient les propriétés des polyamides dans les environnements suivants: (1) Eau chaude stagnante (sans air dissous), (2) eau chaude fraîche (aérée) et (3) vapeur (contenant de l air). Résistance du ZYTEL à l eau bouillante stagnante. Dans les conditions de service impliquant une exposition à la vapeur ou à l eau bouillante l oxygène est toujours présent à une certaine concentration. On ne traitera dans le paragraphe ci-dessous que les situations ou la concentration en oxygène est faible et l environnement sera qualifié de «stagnant». Pour ces essais en condition «stagnante», on a placé des éprouvettes dans un récipient où bouillait de l eau et mesuré régulièrement l influence de cet environnement sur la résistance à la traction et la résistance au choc. Tous les trois jours, l eau du récipient était remplacée par de l eau fraîche immédiatement portée à l ébullition. L influence de la température sur la durée de vie estimée du polyamide ZYTEL dans une eau «stagnante» est décrite au tableau 5.3. Ces évaluations de durée de vie prennent pour hypothèse une faible concentration d oxygène. Résistance du ZYTEL à l eau chaude contenant de l oxygène. L eau chauffée à 8 C dans un chauffe-eau domestique et transférée directement par l intermédiaire d un mélangeur dans une Effets des conditions d environnement sur le ZYTEL 5.3

machine à laver est sursaturée en air (et par conséquent en oxygène). Cet environnement riche en oxygène est plus sévère que l eau stagnante, et la durée de vie du ZYTEL exposé à de telles conditions sera inférieure. L essai avec de l eau riche en air a été fait à 8 C, température usuelle rencontrée dans les appareils électro-ménagers. Pour réaliser cet essai, on a alimenté en continu en eau chaude à 8 C une enceinte sous pression dans laquelle des éprouvettes étaient soumises aux effets de l eau et de l air. L essai était en fait conçu pour simuler les conditions rencontrées dans une machine à laver, de l eau fraîche alimentant l enceinte sous pression toutes les 3 secondes. Des éprouvettes régulièrement prélevées furent testées en traction afin de mesurer la perte de résistance. Comme le montre la figure 5.8, le ZYTEL 122 se comporte significativement mieux que le ZYTEL 11. Il est aussi clairement visible, que le contact avec de l eau à 8 C riche en oxygène est plus sévère que le contact avec de l eau stagnante. Résistance du ZYTEL à la vapeur. Il faut choisir le ZYTEL 122 pour l exposition prolongée à la vapeur, le ZYTEL 11 convenant pour de courtes expositions seulement. Le comportement du ZYTEL 122 séjournant dans un autoclave à vapeur est décrit au tableau 5.4. Résistance à la traction, MPa 6 4 2 ZYTEL 11 ZYTEL 122 2 4 Durée, heures ZYTEL 7G3HSL (1% HR) Figure 5.8 Résistance à l eau chaude fraîche (riche en oxygène) à 8 C des ZYTEL 11, 122 et 7G3HSL Tableau 5.3 Estimation de la durée de vie des ZYTEL 11 et 122 exposés à l eau chaude stagnante Température Tenue à l eau chaude exprimée en heures jusqu à diminution de l eau de 25 à 5% de l allongement à la rupture et de la résistance au choc Durée d exposition en heures Durée d exposition en heures C ZYTEL 11* ZYTEL 122 1 15 5 9 2 65 8 3 1 7 8 25 * Ces données peuvent être appliquées pour estimer la durée de vie utile des ZYTEL 13HS et 15. Eau riche en air, réduire les temps d exposition de 3 à 5%. Tableau 5.4 Effet de la vapeur à 12 C sur le ZYTEL 122 Propriétés Unités Contrôle 2 heures 4 heures Résistance à la traction MPa 73 74 7 Allongement à la rupture % 3 11 88 6 Résistance aux intempéries Général Les matières plastiques subissent une certaine dégradation lorsqu elles sont exposées pour de longues durées aux intempéries extérieures. Les grades de résine naturels et pigmentés n ont qu une résistance modérée aux effets de l exposition aux rayons du soleil mais des compositions spéciales protégées contre les ultraviolets peuvent garder leurs propriétés et leur aspect extérieur pendant des années. On a utilisé le ZYTEL 11 avec succès en version naturelle et colorée pour des applications à l extérieur. Si l on recherche pourtant le maximum de rétention de ténacité pour des pièces soumises à l action de rayons ultraviolets intenses et pendant de longues périodes, il faut utiliser les résines spécialement protégées contre les intempéries. Résines résistantes aux intempéries Des grades de ZYTEL, résistant aux intempéries, sont disponibles depuis plus de 2 ans. Ces matériaux contiennent un noir de carbone uniformément dispersé dans le polymère pour filtrer l attaque des rayons ultraviolets. Les grades à utiliser pour une protection maximale contre les ultraviolets sont les suivants: ZYTEL 15 BK1A. C est le meilleur polyamide 66 pour applications extérieures. ZYTEL 11 WT7. Les couleurs blanches sont quelquefois utilisées pour des raisons esthétiques bien que leur résistance soit inférieure à celle des compositions chargées de noir de carbone. Ce polyamide 66 maintient un bon aspect de surface dans des climats humides, mais ne se comporte pas bien dans les climats arides. Les résines renforcées se comportent correctement dans les tests de vieillissement aux intempéries. Contacter votre représentant local de DuPont pour plus de détails sur ces grades spéciaux. Propriétés observées dans les études de vieillissement à l extérieur. Les pièces moulées soumises aux ultraviolets extérieurs pourront s avérer non satisfaisantes au bout d un certain temps pour l une des raisons suivantes: perte de résistance mécanique, perte de résistance au choc ou changement d apparence. Les changements de résistance à la traction et de résistance au seuil d écoulement ont été déterminés en fonction de la durée d exposition selon la norme ASTM D638. La ténacité a été mesurée selon un essai d enroulement autour d un mandrin. Les éprouvettes sont dans ce test rapidement pliées à 18 degrés autour du mandrin d acier de 3,2 mm de diamètre et, pour être qualifiées de tenaces, ne doivent pas se casser. La viscosité relative des polyamides est liée à leur poids moléculaire. L exposition des polyamides aux rayons ultra-violets se traduit par une dégradation de surface et une diminution correspondante de viscosité relative et de poids moléculaire. L intérêt de connaître la viscosité relative se comprend puisqu elle conditionne dans une certaine mesure la résistance au choc. Les changements d aspect de surface ont été mesurés par différence de couleurs en utilisant les normes Adams qui sont similaires à celles du bureau national des standards (National Bureau of Standards NBS). 5.4 Effets des conditions d environnement sur le ZYTEL

Tableau 5.5 Exposition aux intempéries en Floride (c) Mois Grades Propriétés 6 12 24 36 6 84 96 18 18 ZYTEL 11 NC1 Résistance au seuil MPa 56 (a) (a) (a) (a) (a) (a) (a) (a) polyamide 66 Résistance à la traction MPa 73 37 31 31 23 16 19 24 24 non protégé Allongement % 3 1 6 6 5 5 5 ZYTEL 15 BK1A Résistance au seuil MPa 5 62 66 55 55 47 48 46 41 polyamide 66 Résistance à la traction MPa 63 62 66 55 55 47 48 46 41 protégé UV, noir Allongement % 16 6 41 32 55 41 51 5 32 (b) ZYTEL 11 WT7 Résistance au seuil MPa 55 43 45 45 41 polyamide 66 avec Résistance à la traction MPa 72 61 46 45 41 oxyde de titane Allongement % 25 29 23 65 3 MINLON 1B14 NC1 Résistance à la traction MPa 62 5 46 Allongement % 7 6 6 ZYTEL 7G3HSL Résistance à la traction MPa 125 112 13 1 97 a. Résistance au seuil et à la traction identiques b. Matière encore tenace à la fin de l essai et pouvant encore être enroulée de 18 degrés autour d un mandrin d acier de 3,2 mm. c. Eprouvettes de traction étirées telles quelles, teneur en humidité d environ 2 à 3% pour les ZYTEL 11, 15, et WT7. Tableau 5.6 Exposition aux intempéries en Arizona, ZYTEL 11, 15 et 11 WT7* Mois Grades Propriétés 6 12 18 24 ZYTEL 11 NC1 Résistance au seuil MPa 78 polyamide 66 Résistance à la traction MPa 78 31 25 45 non protégé Allongement % 55 5 5 5 ZYTEL 11 WT7 Résistance au seuil MPa 81 polyamide 66 avec Résistance à la traction MPa 81 42 26 43 oxyde de titane Allongement % 45 5 5 5 ZYTEL 15 BK1A Résistance au seuil MPa 92 9 83 88 polyamide 66 Résistance à la traction MPa 92 9 83 88 protégé UV, noir Allongement % 25 2 25 25 * Toutes les éprouvettes exposées à sec. Les ZYTEL 11 et WT7 montrent des fissures en surface et une grande dispersion dans les valeurs de traction. Tableau 5.7 Exposition aux intempéries dans un climat modéré (Delaware, USA) pour les ZYTEL 11 WT7* ET 15 Mois Grades Propriétés 6 12 18 24 ZYTEL 11 WT7 Résistance au seuil MPa 55 42 45 43 45 polyamide 66 avec Résistance à la traction MPa 71 48 45 43 45 oxyde de titane Allongement % 295 25 95 7 65 ZYTEL 15 BK1A Résistance au seuil MPa 66 52 55 53 56 polyamide 66 Résistance à la traction MPa 66 52 55 53 56 protégé UV, noir Allongement % 215 2 7 45 45 * Eprouvettes conditionnées à 2,5% d humidité au début du test. Tableau 5.8 Exposition au X-W Weather-Ometer, ZYTEL 11 NC1, 11 WT7 et 15 (cycles sec/humide), éprouvettes de 3,2 mm d épaisseur Heures Grades Propriétés 2 6 1 2 3 6 ZYTEL 11 NC1* Résistance au seuil MPa 54 58 ** ** ** ** ** polyamide 66 Résistance à la traction MPa 7 62 5 42 3 39 38 non protégé Allongement % 3 31 1 1 1 1 4 ZYTEL 11 WT7* Résistance au seuil MPa 55 58 58 55 6 61 65 polyamide 66 avec Résistance à la traction MPa 71 66 56 46 ** ** ** oxyde de titane Allongement % 3 315 29 21 54 43 28 ZYTEL 15 BK1A* Résistance au seuil MPa 66 7 76 72 76 9 polyamide 66 Résistance à la traction MPa 51 51 53 5 64 ** ** protégé UV, noir Allongement % 21 15 6 46 1 14 18 ZYTEL 48 BK1 Résistance au seuil MPa 53 64 66 Résistance à la traction MPa 59 64 66 Allongement % 39 45 25 ZYTEL ST81 NC1 Résistance à la traction MPa 41 36 34 3 Allongement % 215 59 56 61 ZYTEL ST81 BK1 Résistance à la traction MPa 42 39 37 Allongement % 215 222 187 **Eprouvettes conditionnées à 5% HR. **Résistance au seuil et à la rupture identiques. Effets des conditions d environnement sur le ZYTEL 5.5

Méthodes d essai Les effets de l exposition aux intempéries sur les propriétés du ZYTEL ont été déterminés en exposant des éprouvettes à l extérieur en divers endroits du pays et en mesurant leurs pertes de propriétés avec le temps. On a entre autres régions sélectionné la Floride à cause du haut niveau de radiations ultra-violettes qui y règne toute l année. L Arizona fait aussi partie des lieux choisis en raison de l intensité des ultra-violets et de son climat aride. Les essais de vieillissement réalisés dans ces régions représentent des conditions plus sévères que celles que l on rencontrerait normalement en service à l extérieur. Ceci parce que tous les échantillons sont placés sur des supports inclinés à 45 degrés de l horizontale et font face à l équateur. (Voir norme ASTM D1435-65, Méthodes recommandées pour l étude de la résistance des matières plastiques aux intempéries, ou: Recommended Practice for Outdoor Weathering of Plastics). Il existe des équipements spécialisés capables de produire des radiations ultra-violettes à une intensité supérieure à celle de l atmosphère terrestre. L un de ces appareils, le X-W Weather- Ometer, fabriqué par Atlas Electric Devices of Chicago en fait partie et a été utilisé par DuPont pour des études accélérées de résistance aux intempéries. X-W Weather-Ometer On utilise quelquefois une méthode artificielle de préférence à une exposition à l extérieur. Dans ces essais accélérés, on soumet des éprouvettes à une irradiation ultra-violette générée par un arc au carbone tout en les arrosant périodiquement pour simuler la pluie. Bien qu il n y ait pas de corrélation directe entre ces essais et l exposition à l extérieur, on estime généralement que 4 à 1 heures d exposition au Weather-Ometer correspondent à environ une année d exposition en Floride. Les données d exposition dans le Weather-Ometer pour les ZYTEL 11 NC1, 11 WT7, 15, 48 et ST81 figurent au tableau 5.8. Des données sur le MINLON 1B14 figurent au tableau 5.9. Tableau 5.9 Exposition au Weather-Ometer (lampe au Xénon) du MINLON 1B14 Cycle sec / humide, heures Propriétés 1 3 5 Résistance à la traction MPa 98 8 77 6 Allongement % 3 3 3 4 Résistance aux intempéries à divers endroits géographiques Floride. Les données de résistance aux intempéries établies en Floride figurent au tableau 5.5 et peuvent se résumer comme suit: 1. Le ZYTEL 11 NC1 montre une perte sensible de ténacité déjà au bout de 6 mois, sa résistance à la traction par contre, reste de 24 MPa après 18 mois d exposition. 2. Le ZYTEL 15 est toujours tenace et résistant après 18 mois. 3. Le ZYTEL 11 WT7 reste tenace et résistant au bout de 36 mois. Arizona. L expérience a montré que le climat de l Arizona était plus sévére pour les ZYTEL 11 NC1 et 11 WT7 que pour le ZYTEL 15 BK1A. En Arizona ou dans des endroits similaires, il faut utiliser le ZYTEL 15. Les données d exposition en Arizona pour les ZYTEL 11, 11 WT7 et 15 figurent au tableau 5.6. Delaware. Le taux d ultra-violets reçu dans le Delaware est en général inférieur à celui rencontré en Floride et les pièces qui y sont exposées aux intempéries résistent normalement mieux. Les données d exposition dans le Delaware pour les ZYTEL 11, WT7 et 15 figurent au tableau 5.7. 5.6 Effets des conditions d environnement sur le ZYTEL

Perméabilité et résistance aux produits chimiques Perméabilité La perméabilité se rapporte au passage d un gaz ou d un liquide à travers une barrière solide. Les polyamides ZYTEL sont d excellentes barrières mais comme tous les thermoplastiques ils laissent passer certains produits en quantités mesurables. Les listes des tableaux 5.1 et 5.11 indiquent les taux de perméabilités d un certain nombre de produits usuels gazeux ou liquides. Ces données peuvent être utilisées pour comparer la perméabilité du ZYTEL avec celles d autres polymères et aussi pour calculer les pertes par dffusion à travers les parois des emballages en films, conteneurs, tuyaux et autres pièces barrières. La perméabilité est une propriété très difficile à mesurer d une manière précise. Elle est fonction de la pression et de la température environnante, des appareils de mesure, mais aussi des matériaux en contact. Les valeurs indiquées aux tableaux 5.1 et 5.11 sont aussi précises que le permet la méthode de mesure, mais il ne faut les considérer que comme un ordre de grandeur et non pas comme valeurs absolues. La plupart des valeurs de perméabilité ont été établies avec du ZYTEL 42, elles peuvent toutefois être utilisées avec une bonne approximation pour les autres grades de polyamides de la famille 66. Tableau 5.1-A Taux de perméabilité de liquides divers à travers des bouteilles de 2,5 mm d épaisseur en ZYTEL 42 Taux de perméabilité Liquide,1 MPa par g/24h/m 2 /mm Kérosène,8 Salicylate de méthyle,8 Huile de moteur (SAE 1),8 Toluène,8 Carburant B, mélange (iso-octane/toluène),2 Eau 1,2 2,4 Tétrachlorure de carbone 2, Naphta VMP 2,4 Résistance chimique Généralités La résistance chimique des résines polyamides ZYTEL, aussi bien envers les produits minéraux qu envers les produits organiques, est exceptionnelle. Elles ne sont pas attaquées ni par les lubrifiants, ni par les huiles ou graisses, ni par les hydrocarbures aliphatiques ou aromatiques (y compris les carburants usuels) et n ont aucun effet sur ces produits. C est d ailleurs pour cette raison que leurs applications dans les industries automobiles et aéronautiques sont innombrables. Dans bien des cas la combinaison résistance aux huiles et tenue à la chaleur a permis d utiliser le ZYTEL, à des températures élevées dans des conditions réelles de service. Il est toujours essentiel, malgré tout, de procéder à des essais de résistance chimique individuelle avec les huiles ou graissses que l on prévoit d utiliser. Les résines polyamide ZYTEL sont aussi résistantes à une variété de produits comme laques et peinture, cosmétiques, détergents, aérosols et produits alimentaires y compris les graisses animales et végétales. Elles sont évidemment très utilisées pour l emballage de ces produits. Les résines polyamide ZYTEL résistent à toute une variété de produits chimiques organiques comme les aldéhydes, les cétones, les alcools monohydroxyles, la plupart des esters et de nombreux composés chlorés aliphatiques et aromatiques. Certains de ces produits seront absorbés par le polyamide en quantité limitée avec variation dimensionnelle correspondante. Les propriétés physiques n en sont généralement pas affectées bien que quelques matières comme les alcools puissent dans une certaine mesure plastifier le polyamide, avec perte de résistance au seuil et à la traction ainsi que de rigidité et accroissement de l allongement et de la tenue au choc. Les membres d une même famille organique sont d autant moins absorbés que le nombre d atomes de carbone est plus élevé. Les hydrocarbures partiellement halogénés comme le chlorure de méthyle, le chloroforme, et le chlorure d éthylène sont absorbés en quantité limitée se traduisant par un effet de plastification du polyamide semblable à celui provoqué par l absorption d eau. Les produits chimiques organiques qui affectent les ZYTEL le font en général par solubilisation partielle. L acide formique et les phénols sont de puissants solvants et on les utilise pour cette raison dans certains procédés de collage. L acide trichloracétique et quelques alcools fluorés ont une action similaire. Il ne faut utiliser Tableau 5.1-B Taux de perméabilité de divers gaz et liquides à travers un film de ZYTEL 42 Liquide Unités HR% Température C Facteur de perméabilité Transmission de vapeur d eau g mm / m 2 d 5 23,39 1 32 7,9 Oxygène cm 3 mm / m 2 d N mm 2 5 23 7 15,6 Gaz carbonique cm 3 mm / m 2 d N mm 2 5 23 35, Azote cm 3 mm / m 2 d N mm 2 5 23 2,7 Hélium cm 3 mm / m 2 d N mm 2 5 23 584 Huile moteur g mm / m 2 d 5 23,6 Essence g mm / m 2 d 5 23,4 Tableau 5.11 Taux de perméabilité des agents de réfrigération utilisés pour l air conditionné Perte* Mélange ternaire Matière CFC-12 HCF-134a DuPont** Coutchouc nitrile,662,56,938 Copolymère PA 6/66,67,77,178 ZYTEL FN 726,12,15,86 **Lb/ft.année à 93 C pour un tuyau de 5/8 et de 1 mm d épaisseur, à la pression de vapeur saturante du fluide réfrigérant. **HCFC-22 / HCFC-124 / HCFC-152a. les polyamides au contact des acides organiques qu avec précaution. L acide acétique attaque lentement le ZYTEL et les acides plus forts ont un effet plus rapide. Les acides gras supérieurs, comme l acide stéarique, ne posent pas de problèmes. Le ZYTEL résiste à de nombreux composés minéraux. A l encontre de la plupart des métaux, il n est pas affecté par la corrosion électrolytique au voisinage de l eau salée ou de certaines atmosphères industrielles. Les résines polyamides résistent à des concentrations basiques élevées et sont même utilisées dans les batteries alcalines. Effets des conditions d environnement sur le ZYTEL 5.7

Certains sels attaquent le ZYTEL, soit par réaction acide soit par effet de solubilisation. On sait que les sels tels que: le thiocyanate de calcium, le chlorure de calcium, le thiocyanate de potassium et le chlorure de zinc, sont connus pour avoir une action dissolvante particulièrement à des concentrations fortes (5 à 8%) et à des températures élevées. Facteurs importants affectant la tenue en service d un polyamide dans un environnement chimique Il faut que l ingénieur d étude définisse les conditions spécifiques de l environnement chimique auquel sera exposé le ZYTEL avant de pouvoir déterminer si l application envisagée a ou non des chances de réussite. Certaines de ces conditions sont les suivantes: La température. La durée de vie au contact d un réactif peut se réduire notablement avec une augmentation de température. Les acides et les agents oxydants sont particulièrement agressifs visà-vis des polyamides à températures élevées. Il est difficile de généraliser, mais une augmentation de température de 15 C réduira fréquemment la durée de vie en service de 25 à 5%. La concentration des produits chimiques. La concentration a un effet sur la durée de vie des polyamides. Ceci est vrai pour les acides et dépendra du ph. Il est impossible de généraliser, les effets varieront d un produit à un autre. La durée. C est un facteur important pour déterminer si une application est viable ou non. S agit-il d une exposition intermittente de 6 jours ou continue de deux ans? Le rapport surface poids. Ce rapport est important, plus il sera élevé et plus rapide sera l attaque chimique. Le niveau de contraintes. Bien que les polyamides soient en général très résistants à une grande variété de produits chimiques, quelques sels minéraux peuvent les détériorer sévèrement lorsqu ils sont sous contrainte. Le chlorure de zinc est par exemple néfaste pour les polyamides 66 comme le ZYTEL 11, et à un degré inférieur pour les 612 comme le ZYTEL 151. Il faut toujours soumettre les applications particulières à des essais dans les conditions de service pour s assurer de leur chance de réussite Effets spécifiques de certains types de produits chimiques Solvants et réactifs. Les données figurant au tableau 5.12 couvrent les actions spécifiques de solvants et de réactifs sur les polyamides ZYTEL. Ces derniers résistent à une grande variété de composés chimiques, et bien que quelques produits comme l eau, les alcools et les hydrocarbures partiellement chlorés, soient absorbés en quantités limitées, cela n affecte que très légèrement leurs propriétés physiques. Une certaine plastification accompagne souvent l absorption de solvants ainsi qu un léger accroissement dimensionnel. Les changements de poids et les variations dimensionnelles aprés exposition aux produits chimiques figurent au tableau 5.12 et sont exprimés en pourcentage du poids et des dimensions initiales. Huiles, graisses, lubrifiants, liquides de frein et de transmission, utilisés en général à température élevée. Des essais ont été effectués avec un certain nombre de liquides de frein, de lubrifiants de chassis, de liquides pour direction assistée et d huiles moteur. Ces matériaux ont des formulations complexes, étant à base d huiles hydrocarbonées ou d autres composés plus des additifs chimiques comme antioxydants, stabilisants thermiques, détergents, modificateurs de viscosité ou autres. Les ZYTEL ont en général une bonne résistance chimique à ces nombreux produits de marque, d un emploi courant dans les industries automobiles et aéronautiques, et ils sont très largement utilisés pour des applications «sous le capot». Lorsque la température dépasse 65 C, certains additifs lubrifiants spécifiques peuvent avoir un effet négatif sur les performances du polyamide. Des données quant au comportement du ZYTEL exposé à ces liquides automobiles à température élevée sont indispensables pour connaître les chances de réussite d une application. Ce sujet est traité en détail dans un article de la SAE (Society of Automotive Engineers)*. Une autre approche, toujours pour évaluer les chances de succès d une application, est discutée dans une deuxième partie du même article**. Elle décrit comment ont été collectées et évaluées après utilisation de nombreuses applications individuelles. Carburants. La résistance chimique des polyamides ZYTEL aux carburants automobiles conventionnels est tout à fait exceptionnelle. Ils ne subissent qu une augmentation moyenne de poids de,6% associée à un changement dimensionnel de,1% après une exposition de 27 jours à 23 C à toute une gamme de carburants (représentant les extrêmes du point de vue de la composition chimique de ce qui est offert par les principaux fabricants). Acides, bases et oxydants. Les polyamides ZYTEL sont très résistants aux bases même à des concentrations allant jusqu à 4%. Ils sont par contre rapidement attaqués par les acides minéraux forts et/ou les agents oxydants particulièrement à températures élevées. Leur utilisation en contact avec des solutions diluées acides ou oxydantes est souvent possible à température ambiante, mais il faut absolument procéder à des essais en conditions réelles avant de se lancer dans de telles applications. Savons et détergents. Tous les essais effectués à 8 C montrent que les ZYTEL ont une très bonne résistance aux formulations classiques de détergents telles que: «Tide», «Dreft», «Dash», «Oxydol», «Oakite», et les savons Calgon et Fels Naphtha. Tableau de résistance chimique Le tableau 5.12 fournit des informations sur la résistance des résines ZYTEL non renforcées à un certain nombre de produits chimiques. Le classement en comportements, excellent, satisfaisant ou non satisfaisant, est basé sur la rétention des propriétés, mesurée sur des éprouvettes soumises à des concentrations spécifiques de produits, aux températures et durées indiquées. La résistance chimique telle qu elle figure au tableau 5.12 tient compte de l aspect de surface et de la rétention des propriétés physiques en général après séchage et élimination de l humidité et des réactifs résiduels. Le tableau 5.13 montre les données d absorption et de changement dimensionnel (dans la direction de l écoulement) pour des polyamides chargés verre aprés immersion dans les produits chimiques. La résistance aux fissurations sous contrainte des ZYTEL chargés fibres de verre soumis à l action de différents produits chimiques est décrite au tableau 5.14. Aucun des produits essayés n a provoqué de fissuration sous contrainte. ** Utilisation des polyamides 66 pour la fabrication de pièces moulées exposées pendant de longues durées à la chaleur, aux sels et aux carburants. (The Suitability of 66 Nylon Resins for Molded Parts Involving Long-Term Resistance to Heat, Gazoline and Salt, Society of Automotive Engineers, Mid-Year Meeting, Detroit, Michigan, May 18-22 197, Paper No. 7485). ** Evaluation du comportement des pièces en PA 66 et en résine acétale homopolymére pour des utilisations prolongées dans l industrie automobile (Evaluation the Effect of Extended Service in Automobiles on Parts Made of 66 Nylon and Acetal Homopolymer, Society of Automotive Engineers, Mid-Year Meeting, Detroit, Michigan, May 18-22 197, Paper No. 7485). 5.8 Effets des conditions d environnement sur le ZYTEL

Les polymères techniques MINLON n absorbent que peu la plupart des produits chimiques comme le montre le tableau 5.15. Un certain nombre de composés, malgré tout, comme les glycols, la glycérine, et les polyols sont absorbés par le MINLON et ont un effet plastifiant similaire à celui de l eau. Certains liquides organiques dissolvent le MINLON comme les phénols, l acide formique, l acide trichloracétique, et des alcools fluorés. Le tableau 5.16 indique la résistance du MINLON à divers mélanges d emploi courant d alcools et de carburants. DuPont a aussi établi une grosse banque de données quant à la résistance chimique du ZYTEL à bien d autres matériaux que ceux qui figurent dans les tableaux ci-contre, et sous des conditions différentes de celles qui sont répertoriées ici. Consulter votre représentant local pour de plus amples informations. Tableau 5.12 Résistance chimique des résines polyamides ZYTEL non renforcées Conditions d exposition Concentration Durée (jour) Résistance chimique**** Type de résine Commentaires Produits chimiques polyamide** C sur les résultats d essais Acétaldéhyde 9 52 Acétate de n-amyl 1 ZYTEL 151 98 45 Acétate de sodium 6 38 Acétate d éthyle 95 5 365 F, Acétone 1 23 365 F +, 1 5 365 M +,3 1 ZYTEL 158 23 9 M +,2 Acide acétique 5 23 3 E +1,4 5 23 7 E +1,7 5 ZYTEL 158 23 9 M +,5 Acide benzoique 1 24 Acide borique 7 35 316 Acide butyrique 1 24 Acide chlorhydrique 2,5 23 1 5 77 5 1 25 6 Acide chlorosulfonique 1 24 Acide chromique 1 24 Acide citrique 1 35 77 Acide formique 9 23 Solvant de nombreux polyamides y compris les 66 Acide glycolique 7 2 Réactif provoquant des fissurations sous contraintes Acide lactique 1 35 316 Acide nitrique 1 23 6 Acide perchlorique 1 24 Acide phosphorique 5 ZYTEL 151 98 Acide sulfureux (gazeux) 38 1 Emploi satisfaisant pour durée de service limitée Acide sulfurique 3 23 3 Acide sulfureux 1 23 Acide trichloracétique 1 24 Alun d ammonium 1 24 Ammoniac liquide 1 33 7 1 33 14 1 24 2 Ammoniaque 1 23 365 E +1,7 1 7 365 E +1,3 AROCLOR 1242 1 23 3 F Benzène 1 23 1 ZYTEL 151 23 9 Bicarbonate de potassium 6 23 Bicarbonate de soude 5 24 Brome 1 24 Variation de poids*** Variation de longueur % Excellente (E) Satisfaisante (S) Non satisfaisante (NS) Effets des conditions d environnement sur le ZYTEL 5.9

Tableau 5.12 Résistance chimique des résines polyamides ZYTEL non renforcées (suite) Concentration Conditions d exposition Résistance chimique**** Type de résine Commentaires Produits chimiques polyamide** C sur les résultats d essais n-butanol 1 ZYTEL 151 5 45 1 ZYTEL 158 23 9 M +,3 Carbonate d ammonium 1 23 Carbonate de potassium 2 ZYTEL 151 98 45 Cétane 1 23 365 E +1,7 Chloroforme 1 23 56 E +,3 1 ZYTEL 158 23 9 TE +4,1 Chlorox 1 23 1 Chlorure d ammonium 1 52 Chlorure de barium 1 24 Chlorure de calcium 5 6 Fissuration sous contrainte à température élevée Chlorure de cuivre 1 24 Chlorure de méthyle 1 72 4 Chlorure de méthylène 1 23 28 TE +4,1 Chlorure de potassium 9 23 Chlorure de sodium 1 23 365 E +1, Chlorure d étain 1 24 m-crésol 1 Tous 24 Solvant de tous les polyamides Dibromure d éthylène 1 ZYTEL 151 5 45 Dichlorure d éthylène 1 66 7 M +,3 Diéthylène glycol 9 24 Eau bromée 25 23 3 E +1,6 Eau chlorée Diluée 23 Concentrée 23 Eau oxygénée 5 43 3 Ethanol 95 23 365 E +2,4 95 5 365 E +2,8 95 ZYTEL 158 23 9 ET +3,2 Ethylène glycol 1 23 56 M, Formalin 38 23 14 Gaz carbonique 1 24 Hexafluoroisopropanol 1 23 Solvant du ZYTEL 11 Huile de lin (brute) 1 ZYTEL 15 82 3 Hydrogène sulfuré (sol. aqueuse) Concentré 23 HYLENE T 1 23 1 Hypochlorite de calcium Saturation 35 77 Hypochlorite de soude 5 23 1 Méthanol 1 23 56 TE +4,1 Méthyle isobutyle cétone 1 ZYTEL 151 23 14 Mono-carbonate de soude 2 35 77 Naphta (VMP) 1 ZYTEL 151 98 45 Nitrate de soude 5 24 1 Nitromethane 1 23 3 2-Nitropropane 1 72 3 NUJOL 1 7 365 F Permanganate de potassium 5 23 1 Phénol 9 23 Solvant des polyamides Potasse 3 98 8 Sels d acides minéraux d aluminium 1 23 1 52 Solution tampon ph 7 1 7 9 E +1,5 1 7 365 E +1,4 1 7 365 E +1,3 Durée (jour) Variation de poids*** Variation de longueur % Excellente (E) Satisfaisante (S) Non satisfaisante (NS) 5.1 Effets des conditions d environnement sur le ZYTEL

Tableau 5.12 Résistance chimique des résines polyamides ZYTEL non renforcées (suite) Concentration Conditions d exposition Résistance chimique**** Type de résine Commentaires Produits chimiques polyamide** C sur les résultats d essais Solution tampon ph 1 1 7 9 E +1,6 1 7 365 E +1,5 Sulfate de barium 1 24 Sulfate de soude 9 24 Sulfite de barium 1 24 Sulfite de cuivre 1 24 Sulfite de soude 9 24 Soude caustique 1 7 3 E +1,2 1 7 365 Suspension de lanoline 1 35 77 Tetrachlorure de carbone 1 5 365 F +,1 1 ZYTEL 158 23 365 F, 2,2,3,3 Tetrafluoropropane 1 Solvant des polyamides Thiocyanate de calcium 5 Fait gonfler le polyamide Thiocyanate de potassium Concentré Solvant des polyamide Toluène 1 5 365 F, Trichlorure d antimoine 1 24 Tricrésyle phosphate 1 66 7 F +,2 XEREX antigel 4 14 92 Produit de légères fissures Xylène 1 **** Marque déposée de DuPont pour ses produits fluorocarbonés. **** ZYTEL 11 si pas autrement spécifié. **** Faible = <1%, Modérée = 1 4%, Elevée = 4 9%, TE = Très Elevée >9%. **** Basée sur des mesures de propriétés physiques. Durée (jour) Variation de poids*** Variation de longueur % Excellente (E) Satisfaisante (S) Non satisfaisante (NS) Tableau 5.13 ZYTEL 7G3HSL NC1. Effet de l immersion de la résine chargée fibres de verre dans différents produits chimiques Pourcentage de variations entre l état sec en sortie de moulage et après 15 heures d immersion à 23 C Dimension Produit chimique Concentration Poids Axiale Transversale Acétate d éthyle 1% +2,3 +,4 Acétone 1% +,7 +,1 +,1 Acétate d ammonium 3 moles +4,4 +,2 +1,4 Acide sulfurique concentré Echantillon très attaqué Ammoniaque 5 moles +4,9 +,3 +1,3 Benzène 1% +1, +,1 +,2 Butyraldéhyde 1% +2,2 +,2 +,3 Chlorure de méthyle 1% +3,7 +,4 +,6 Chlorure de potassium 2 moles +4,5 +,1 +,6 Cyclohexane 1% +,8 +,3 Essence 1% +,8 +,4 +,6 Heptane 1% +,7 Huile de lubrification 1% +,5 +,2 Méthanol 1% +6,8 +,5 +3, Phénol solution aqueuse Echantillon saturée très attaqué Pyridine 1% +1,1 +,1 +,2 Solution tampon ph7 +5,2 +,3 +1,9 Soude caustique 5 moles +4,7 +,4 +1,5 Note: 1. Mesures effectuées sur la longueur et la largeur d une éprouvette de 127 12,7 3,2 mm. Le chiffre indiqué dans la colonne axiale représente la variation dimensionnelle en longueur, et le chiffre de la colonne transversale la variation en largeur. 2. Les variations d épaisseur observées étaient généralement supérieures à celles de la largeur. 3. Aucune mesure de propriétés effectuées sur éprouvettes immergées. Essais sur prototypes recommandés. Effets des conditions d environnement sur le ZYTEL 5.11

Tableau 5.14 Résistance à la fissuration sous contrainte des résines polyamide ZYTEL renforcées fibres de verre Matière: ZYTEL 7G3HSL, Eprouvette 127 12,7 3,2 mm Contrainte exercée 93 MPa. Durée 5 minutes. Température 23 C Aucune fissuration sous contrainte n a été observée avec les produits suivants: Acétate d éthyle Butyraldéhyde Essence Huile de lubrification Acétone Chlorure de méthylène Ethylène glycol Méthanol Benzène Cyclohexane Hexane Pyridine Tableau 5.15 Résistance du MINLON au produits chimiques Type: MINLON 1B14 Variation Gain de dimensionnelle Produit chimique poids, % en longueur, % Acétate d éthyle,2, Acétone,2, Ammoniaque (1% en poids) 1,5,2 Chlorure de sodium en solution (1% en poids) 1,4,1 Essence-sans plomb,3, Ethanol,4, Ethylène glycol (solution 5/5),1,1 Fluide de transmission automatique,1, Huile moteur 1W4,1, Liquide de frein,, Méthanol 2,3,2 Toluène,1, Note: Données basées sur une immersion de 21 jours à 23 C. Tableau 5.16 Résistance du MINLON aux mélanges d alcools Variation dimensionnelle Mélange MINLON en longueur, % 15% méthanol 11C14,9 85% essence sans plomb 1B14,3 15% éthanol 11C14,3 85% essence sans plomb 1B14,3 Bactéries et moisissures: Effets du terrain environnant et enfouissement Les résines polyamide ZYTEL sont extrêmement résistantes aux attaques des bactéries, des moisissures et des termites, ainsi que l ont montré aussi bien des essais contrôlés de type laboratoire que des tests d enfouissement. Des éprouvettes de ZYTEL 42 ont été enterrées à Landenberg, Pennsylvanie, pendant trois ans et demi dans un terrain infesté de termites. Un examen soigneux, après récupération, n a montré aucune trace d attaque par les termites, ni aucune détérioration par les moisissures, les insectes, ou d autres agents biologiques. On a pu en conclure que le ZYTEL n était affecté ni par les termites, ni par les moisissures, des éprouvettes en bois de pin enterrées simultanément ayant par contre été sévèrement attaquées. Le ZYTEL (ZYTEL 11 NC1) a été soumis à des essais biologiques pour déterminer s il favorisait le développement de la salmonellose (une bactérie qui empoisonne les aliments). Les essais ont prouvé que les échantillons de polyamide ne permettaient pas à ces bactéries de se développer. Des éprouvettes moulées de ZYTEL ont été exposées à l action de certaines espèces de moisissures afin de déterminer leur résistance: chaetomium globosum, rhizopus nigricans, aspergilis flavus, penicilium luteum, et momononiells echinata. Aucune des éprouvettes exposées pendant 28 jours de suite à ces moisissures n a montré de signe visible d attaque après nettoyage, ni de pertes de propriétés physiques. Il n a pas non plus été observé de diminution de poids moléculaire. Irradiation Le ZYTEL 11 se comporte moyennement par rapport aux autres matières plastiques en ce qui concerne la résistance au flux de radiations hétérogènes provenant d une pile atomique*. Il est plus résistant que des matériaux comme l acétate de cellulose et le méthyl metacrylate mais moins résistant que le chlorure ou l acétate de polyvinyl. Au cours de l irradiation, le ZYTEL 11 commence par montrer un accroissement de sa résistance à la traction, accompagné d une réduction de ténacité. Une fragilité apparaît si l exposition aux radiations continue. Le ZYTEL 11 est relativement résistant à l action des rayons gamma**. Des essais ont montré que des films de polyamide 66 n avaient pas été affectés par une exposition à 6 mégarads de rayons gamma. On a pu déduire de cette étude que le ZYTEL pouvait convenir à l emballage des produits alimentaires de conservation stérilisés par irradiation intense. ** The United States Atomic Commission ONRL-928, Sisman, O. and Bopp, C.D, June 29, 1951. ** Krasnansky, V.J., Ashlammer, B.G., and Parker, M.S., SPE Transactions, July 1961. Effect of Gamma Radiation on Chemical Structure of Plastics. 5.12 Effets des conditions d environnement sur le ZYTEL

Tableau 5.17 Résistance chimique des alliages de polyamide flexibles ZYTEL FN (mesures sur des plaques de 3,2 mm d épaisseur) Pourcentage de gonflement Fluides FN 714 FN 716 FN 718 FN 726 ASTM n o 1 (3 jours à 1 C) 5 3 1 ASTM n o 3 (3 jours à 1 C) 23 15 4 18 Liquide de freins (3 jours à 1 C) 8 7 4 8 DEXRON ATF (3 jours à 1 C) 15 1 1 6 Huile minérale (3 jours à 1 C) 8 6 1 3 Huile moteur 1W-3 (7 jours à 1 C) 19 14 2 7 Carburant C (7 jours à 1 C) 12 2 Ethylène glycol / eau, 5/5 (7 jours à 1 C) 3 4 5 5 Savon de Marseille dans l eau, concentration 1% (3 jours à 7 C) 2 2 3 3 Antigel PRESTONE (7 jours à 121 C) 8 1 12 12 Acétone (7 jours à 23 C) 2 2 1 1 Benzène (7 jours à 23 C) 37 13 4 Butanol (7 jours à 23 C) 7 8 9 3 Ethanol (7 jours à 23 C) 5 3 3 Acétate d éthyle (7 jours à 23 C) 5 1 1 Eau déminéralisée (7 jours à 23 C) 1 1 2 Mélange 85% essence C / 15% méthanol (7 jours à 23 C) 58 49 27 58 Hexane (7 jours à 23 C) 7 2 1 Chlorure de méthylène (7 jours à 23 C) 53 43 34 Mélange 5% méthanol / 5% eau (7 jours à 23 C) 2 2 3 3 Méthyl-éthyl cétone (7 jours à 23 C) 5 1 1 Huile hydraulique SKYDROL (7 jours à 23 C) 1 1 1 Acide sulfurique / eau, 2 / 8 (7 jours à 23 C) 21 18 6 Insatisfaisant Toluène (7 jours à 23 C) 33 12 4 Xylène (7 jours à 23 C) 39 2 4 15 Effets des conditions d environnement sur le ZYTEL 5.13

6 Stabilité dimensionnelle Introduction Les résines polyamide ZYTEL ont de très nombreuses applications dans l industrie, grâce à la possibilité de les transformer en pièces de précision comme engrenages, paliers, carcasses et autres pièces mécaniques pour lesquelles une bonne stabilité dimensionnelle est essentielle. Le ZYTEL conserve sa forme géométrique à haute température, posséde une excellente résistance à la fatigue et résiste aussi à la plupart des produits chimiques. Bien que les pièces fraîchement moulées absorbent de l humidité dès la sortie du moule, les changements dimensionnels qui en résultent sont généralement assez faibles dans les conditions normales d utilisation. Absorption d humidité Comme le ZYTEL ne peut être correctement moulé que si la résine est sèche, les pièces sorties du moule contiennent en général moins de,3% d eau. Elles vont alors commencer à absorber de l humidité, jusqu à atteindre un équilibre qui est fonction de l humidité relative environnante et du type de polyamide. Les conditions d équilibre pour les différents types de polyamide en fonction du taux d humidité relative sont illustrées à la figure 6.1. Le ZYTEL 151 sera ainsi souvent choisi pour les applications en milieu humide à cause de son faible taux d absorption d humidité. La durée requise pour atteindre l équilibre dépend de la température, de l épaisseur de l échantillon, et du taux d humidité du milieu environnant. Le ZYTEL 11F et les autres polyamides 66 immergés dans l eau bouillante atteindront leur équilibre avec 8,5% d eau beaucoup plus vite que s ils avaient été immergés dans de l eau froide. Les diagrammes 6.2 à 6.5 montrent la relation entre le taux d absorption d humidité et la durée d exposition dans différents milieux environnants pour les ZYTEL 11 et 151. Ces diagrammes mettent aussi en évidence l influence de l épaisseur sur le taux d absorption. Les taux d humidité à l équilibre ne sont que très légèrement affectés par la température. La teneur en eau à l équilibre des pièces en polyamide sera par conséquent pratiquement la même qu elles soient dans l eau froide ou dans l eau bouillante. La désorption d eau est plus lente que l absorption comme le montre le diagramme 6.4 pour les ZYTEL 11 et autres polyamides 66. Il faut environ 5 jours à une éprouvette de 1,5 mm d épaisseur immergée dans l eau pour atteindre l équilibre à 8,5% d eau, mais il lui en faudra environ le double pour revenir à l état sec, si on l expose à une atmosphère sèche. (Voir figure 6.6). Dans un environnement où le taux d humidité varie constamment, comme c est en général le cas dans la réalité, il ne peut y avoir de véritable équilibre. Les pièces moulées en ZYTEL gagneront graduellement de l humidité jusqu à ce qu un certain équilibre se réalise avec le taux d humidité moyen du milieu environnant. La teneur en eau du ZYTEL oscillera alors lentement autour de cette valeur. Pour toutes les pièces, sauf celles à parois très minces (1 mm ou moins), les variations journalières ou hebdomadaires du taux d humidité du milieu environnant n auront que très peu d influence sur leur teneur en eau. Les changements saisonniers, par exemple entre l hiver et l été, auront un certain effet qui dépendra des variations du taux d humidité et de l épaisseur de la pièce. Le taux d humidité mensuel moyen n excéde normalement pas 7%. Il peut descendre à 2% dans une atmosphére chauffée au cours d une période très froide. Même entre ces deux conditions extrêmes, le taux d humidité interne des pièces en ZYTEL variera peu, car les vitesses d aborption et de désorption sont très lentes. Le diagramme 6.7 montre les changements dimensionnels auquels il est raisonnable de s attendre en fonction des variations cycliques d humidité du milieu environnant. Bien que ce ne soit généralement pas le cas pour les autres polymères, il se produit avec les polyamides ZYTEL une relaxation naturelle des contraintes de moulage au fur et à mesure de la reprise en humidité jusqu à l équilibre à 5% HR et 23 C. Les pièces ont tendance à rétrécir dans la direction de l écoulement durant cette phase de relaxation d une valeur proportionnelle à l importance des contraintes de moulage. Bien qu il soit fonction des conditions de moulage et de la géométrie de la pièce, le retrait dû à la relaxation est souvent voisin de,5%. Pendant que le retrait par relaxation se produit, le polymère va légèrement gonfler par suite de l absorption d humidité provenant du milieu environnant. Ces deux phénomènes se compensent l un l autre dans bien des cas, si bien que la pièce à l équilibre aura souvent des dimensions très voisines de celles qu elle avait à l état sec en sortie de moulage. Le diagramme 6.8 montre les variations dimensionnelles auquelles on peut s attendre pour des pièces non recuites ayant subi le retrait dû à la relaxation des contraintes internes et le conditionnement à l humidité. Les méthodes de recuit 3 Teneur en eau, % 1 8 6 4 2 1,8,8,4 ZYTEL 48 ZYTEL ST81 ZYTEL 7G3HSL ZYTEL 11 ZYTEL 77G33L ZYTEL 151 Teneur en eau, % 2 1 Epaisseur 1,5 mm Epaisseur 3,2 mm Epaisseur 6,3 mm,2,1 25 5 Humidité relative, % 75 1 1 Durée, jours 2 3 Figure 6.1 Teneur en eau en fonction du taux d humidité relative Figure 6.2 Teneur en eau en fonction du temps pour le ZYTEL 11F exposé à 5% HR, 23 C Stabilité dimensionnelle 6.1

applicables au ZYTEL sont décrites ultérieurement dans cette section. Le conditionnement à l eau chaude (discuté plus loin) ne se contente pas d augmenter la teneur en eau mais il agit aussi efficacement comme recuit. La relaxation des contraintes internes de moulage, à l encontre du conditionnement en eau, n est pas une opération réversible. Une fois que le recuit aura relâché les contraintes, on n observera plus de changements dimensionnels pour cette raison, tout au moins en dessous de la température de recuit. 1,5 Pourcentage d'humidité, % 1 7,5 5 2,5 Epaisseur 1,5 mm Teneur en eau, % 1,5 Epaisseur 3,2 mm Epaisseur 6,3 mm Figure 6.6 25 5 75 1 125 Durée, jours Vitesse de désorption pour le ZYTEL 11, 23 C, atmosphére séchée par de la «Drierite», éprouvette de 1,5 mm d épaisseur 15 1 2 3,4 Durée, jours Figure 6.3 Teneur en eau, % Teneur en eau en fonction du temps pour le ZYTEL 151 exposé à 5% HR, 23 C 1 8 6 4 Epaisseur 1,5 mm Epaisseur 3,2 mm Epaisseur 1,5 mm ZYTEL 11 ZYTEL 151 Epaisseur 6,3 mm Epaisseur 3,2 mm Variation dimensionnelle, %,2 ZYTEL 151,2 ZYTEL 11 ZYTEL 48,4 2 3 4 5 6 Humidité relative, % 7 2 Epaisseur 6,3 mm Figure 6.7 Variations dimensionnelles en fonction des changements cycliques de taux d humidité du milieu environnant 1 1 3 Durée, jours Figure 6.4 Teneur en eau en fonction du temps pour les ZYTEL 11 et 151 immergés dans l eau à 23 C Epaisseur, mm 12 8 A 3% d'humidité Variation dimensionnelle à partir de l'état sec, venu de moulage, % 2 1,5 1,5 ZYTEL 11 4,5 A saturation 2 4 6 8 1 Humidité relative, %,1 1 1 1 1 Durée, heures Figure 6.5 Durée d ébullition nécessaire pour le conditionnement du ZYTEL 11 Figure 6.8 Changements dimensionnels types dus à la fois à la relaxation des contraintes mais aussi à la reprise en humidité, échantillons non recuits 6.2 Stabilité dimensionnelle

3 Moule chaud Retrait au moulage Moule froid ZYTEL 11 Retrait dû à la relaxation Variation dimensionnelle, % 2 1 5% HR Dimensions de l'empreinte Dimensions finales de la pièce 2 4 6 8 1 Taux d'humidité, % Figure 6.9 Variations dimensionnelles avec le taux d humidité pour le ZYTEL 11, libre de toute contrainte (recuit) Figure 6.1 Effet de la température du moule sur le retrait La discussion ci-dessus permet d expliquer les faibles variations dimensionnelles que l on peut observer avec certaines pièces pour lesquelles le relâchement des contraintes se fait pendant la reprise d humidité. 1,5 Si la pièce est exposée à des températures élevées avant que ce changement graduel ne soit terminé, la relaxation des contraintes se produira plus rapidement, se traduisant par un retrait sur la plus grande dimension. Ce phénomène est dépendant de la durée et de la température. Quelques minutes à 16 C, ou plusieurs jours à 7 C, pourront produire le même effet. Si la relaxation des contraintes doit se produire lorsque la pièce est en service et si un changement dimensionnel peut affecter son comportement, il faut la dimensionner pour qu elle ait les cotes recherchées à l état libre de contraintes, et la soumettre à un recuit préalable. Exposé à un environnement normal après recuit, la pièce moulée absorbera l humidité et se comportera comme décrit à la figure 6.9. Retrait au recuit, % 1 1,6 mm,5 5 3,2 mm 6,4 mm Epaisseur,8 mm 75 1 125 15 175 Température du moule, C Noter que l effet de compensation qui s exerce sur les dimensions, et qui a été discuté précédemment, ne pourra pas toujours s appliquer, et qu il ne pourra empêcher les variations dimensionnnelles ultérieures dues à des changements cycliques de taux d humidité relative. Il est possible de prévoir les accroissements dimensionnels dus à l absorption d humidité mais non les réductions dues à la libération des contraintes car elles sont très dépendantes de la forme de la pièce mais aussi des conditions de moulage. Dans certains cas, la relaxation des contraintes ne se traduira par aucun changement dimensionnel si bien que l effet dû à l absorption d humidité sera prédominant. Dans d autres cas, elle pourra générer un retrait supérieur à l accroissement dû à l absorption d humidité. On ne pourra établir avec certitude ce qui se passe réellement que grâce à des essais appropriés. Retrait et stabilité dimensionnelle des résines ZYTEL non renforcées Les polyamides ZYTEL sont des résines semi-cristallines et ont par conséquent un retrait supérieur à celui des matières amorphes (acryliques, polystyrène, etc.) en passant de l état liquide à l état solide. Ceci est le résultat des petits changements de volume qui résultent de l orientation des molécules du polymère pour réaliser une structure semi-cristalline plus stable à l état solide. Etant donné que le refroidissement de la matière est très rapide lors du remplissage de l empreinte, cette orientation moléculaire n a pas toujours le temps de s achever et la structure n atteint pas forcé- Figure 6.11 Retrait total, % Figure 6.12 Retrait au recuit en fonction de la température du moule pour le ZYTEL 11 NC1 3 2 1 5 Epaisseur 6,4 mm 3,2 mm 1,6 mm,8 mm Notes: Plaques de 5 5 mm Epaisseur du point d injection = 1 2 de l épaisseur de paroi Largeur du point d injection = épaisseur de paroi Recuit à 16 C pendant 1 heure Retrait total = retrait au moulage + retrait au recuit 75 1 125 15 Température du moule, C Retrait total après recuit en fonction de la température du moule pour le ZYTEL 11 NC1 Stabilité dimensionnelle 6.3

ment l état le plus stable. En conséquence, de petites modifications se produiront après le moulage, au fur et à mesure que ces zones de contraintes moins stables disparaissent. La variation dimensionnelle totale due au retrait est en fait le résultat de la somme du retrait au moulage et du retrait dû à la relaxation des contraintes internes. Chacun de ces paramètres dépend de la température du moule, mais elle agit sur eux de manière opposée. Les températures de moule élevées augmentent le retrait au moulage mais diminuent le retrait à la relaxation. Les températures de moule faibles auront exactement l effet opposé, comme indiqué figure 6.1. Les diagrammes 6.11 et 6.12 montrent l effet de la température du moule et de l épaisseur de la pièce sur le retrait et mettent en évidence les points suivants: Effets combinés sur les variations dimensionnelles du retrait au moulage et de la reprise en humidité Comme nous l avons vu précédemment, il est facile de prévoir les changements dimensionnels des pièces en polyamide ZYTEL si elles sont soumises à un recuit et à une reprise en humidité séparément. En pratique, la plupart des pièces ne sont pas recuites avant leur mise en service et par conséquent leurs contraintes de moulage se relaxeront peu à peu, en même temps qu elles reprendront de l humidité. Comme ces deux changements se produisent simultané- A la même température de moule, plus les épaisseurs de parois sont faibles et plus le retrait au recuit sera élevé. Quelque soit l épaisseur de la pièce, le retrait au recuit diminue avec l augmentation de la température du moule, ce qui revient à dire que la stabilité dimensionnelle de la pièce est meilleure. L effet combiné, résultant du retrait au moulage et du retrait au recuit, est essentiellement indépendant de la température du moule pour une épaisseur de pièce donnée. Il est par conséquent plus facile de prédire le retrait total à partir des dimensions de l empreinte que de prédire individuellement les retraits au moulage et au recuit. Chacun d eux variera en fonction des conditions de moulage et de la forme géométrique de la pièce. Le retrait total est pratiquement le même pour des pièces de même épaisseur. Variations dimensionnelles mesurées en fonction des dimensions de l'empreinte, % 1 1 2 Epaisseur,8 mm 1,6 mm 3,2 mm 6,4 mm 25 5 75 Humidité relative, % 1 Retrait et stabilité dimensionnelle des résines ZYTEL et MINLON renforcées Le renforcement le plus souvent utilisé pour les polyamides est une charge de fibres de verre. Le verre ayant un coefficient de dilatation thermique inférieur à celui des polyamides, les pièces renforcées avec des fibres de verre ont un retrait inférieur à celui des pièces moulées en résines non renforcées. Mais comme les fibres ont tendance à s orienter au moulage par effet de cisaillement, les coefficients de dilatation dans la direction de l écoulement et dans la direction perpendiculaire sont différents. La quantité de fibres à être finalement orientée dépend aussi de l épaisseur locale de parois, de leur emplacement par rapport au point d injection et de plusieurs autres paramètres. On a mesuré des retraits au moulage allant de,2,4% dans la direction de l écoulement à,8 1,2% dans la direction perpendiculaire. Il est très difficile de dégager une règle générale pour calculer le retrait au moulage d une pièce donnée. Le meilleur moyen à l heure actuelle est encore de se référer par expérience à des pièces de forme similaire, bien que les analyses par ordinateur permettent de plus en plus de commencer à comprendre les phénomènes de retrait et de gauchissement avec les pièces moulées en résines renforcées. Afin de diminuer la tendance au gauchissement, il est possible de remplacer tout ou partie des fibres par des charges minérales, ce qui a été réalisé avec les résines MINLON. Elles ont en général un retrait légérement supérieur dans la direction de l écoulement et légérement inférieur dans la direction transversale. Comme ces retraits sont moins différents que pour les résines chargées verre (anisotropie réduite), la tendance au gauchissement sera moins prononcée. Là encore, l expérience sera le meilleur guide pour obtenir de bons résultats avec de nouvelles pièces. Température de moule 66 C. Pression d injection 76 MPa. Plaque 76 127 mm, non recuite. Point d injection = 1 2 de l épaisseur de la pièce. 1 2 de la largeur de la pièce. Pour des températures de moule différentes de 66 C, rajouter (temp. plus basse) ou soustrayer (température plus haute),3% par C. Si la pression d injection n est pas de 76 MPa, ajouter (pression plus forte) ou soustrayer (pression moins forte),7% pour chaque MPa de différence. Figure 6.13 Variations dimensionnelles des pièces en ZYTEL 11 Variations dimensionnelles mesurées en fonction des dimensions de l'empreinte, %,5,5 1 1,5 2 Plaques de 76 127 1,6 mm. Température du moule 66 C. Pression d injection 76 MPa. Point d injection = 1 2 de l épaisseur de la pièce. 1 2 de la largeur de la pièce. Ecoulement 4 8 Humidité relative, % Transversal Figure 6.14 Variations dimensionnelles des pièces en ZYTEL 48 6.4 Stabilité dimensionnelle

Variation dimensionnelles mesurées en fonction des dimensions de l'empreinte, %,5 1 1,5 Plaques de 76 127 1,6 mm. Température du moule 66 C. Pression d injection 76 MPa. Point d injection = 1 2 de l épaisseur de la pièce. 1 2 de la largeur de la pièce. Ecoulement 4 8 Humidité relative, % Transversal Figure 6.15 Variations dimensionnelles des pièces en ZYTEL 151 Variations dimensionnelles mesurées en fonction des dimensions de l'empreinte, %,5,5 1 2 Ecoulement Transversal 4 6 Humidité relative, % 8 1 ment (retrait dû à la relaxation des contraintes et accroissement dimensionnel dû à la reprise en eau) il est difficile de prévoir la valeur des variations dimensionnelles à un instant quelconque, si ce n est à l équilibre avec l environnement. Lorsque celui-ci est finalement atteint, il est facile de mesurer précisément les dimensions de la pièce et de les exprimer en fonction des dimensions de l empreinte. Les diagrammes 6.13, 6.14 et 6.15 montrent quelles seront les dimensions des pièces dans leurs conditions de service, en fonction de la dimension des empreintes et ceci pour trois grades de matière différents: les ZYTEL 11, 48 et 151. Les courbes similaires des figures 6.16 et 6.17 s appliquent aux ZYTEL 7G3HSL et 77G33L. LE ZYTEL 73G3HSL BK se comporte de façon très similaire au ZYTEL 7G3HSL comme l indiquent les mesures effectuées sur des plaques de test de 2 mm d épaisseur lorsqu il est conditionné pendant 64 jours (à une humidité relative de 5% et dans l eau) conformément à la norme ISO 111. Le même test effectué sur d autres matériaux DuPont donne les résultats suivants: Augmentation dimensionnelle (%) Matériau Ecoulement Transversal ZYTEL 73 NC 5% HR,22,4 1% HR 1,2 2, MINLON 11C14 NC 5% HR,45,35 1% HR 1,85 1,3 MINLON 73M4HSL 5% HR,55,35 1% HR 2, 1,3 Recuire les plaques utilisées pour ce test pendant 2 heures à une température de 12 C ne modifie guère les valeurs mesurées. Tous ces diagrammes montrent les variations dimensionnelles totales résultant du retrait au moulage, de la relaxation des contraintes ou du retrait au recuit, et de la reprise en humidité pour différentes épaisseurs. En partant des dimensions de l empreinte, il est possible de prédire les dimensions finales de la pièce, dans ses conditions de service, avec une grande précision. Il faut toutefois noter que ces valeurs ne sont valables que dans les conditions de moulage indiquées dans ces diagrammes: température du moule, température de matière, et pression d injection. Il est toutefois relativement facile de recalculer les valeurs si l un de ces paramètres est différent en utilisant des facteurs de correction appropriés. Figure 6.16 Variations dimensionnelles mesurées en fonction des dimensions de l'empreinte, % Figure 6.17 Influence de l humidité relative sur les dimensions des pièces en ZYTEL 7G3 HSL (mesuré sur des plaques de 76 127 3 mm),5,5 1 2 Ecoulement Transversal 4 6 Humidité relative, % Influence de l humidité relative sur les dimensions des pièces en ZYTEL 77G33 L (mesuré sur des plaques de 76 127 3 mm) 8 1 Conditionnement en humidité Le conditionnement en humidité est quelquefois utilisé pour réduire les changements dimensionnels du ZYTEL dus aux variations de son taux d humidité interne. C est plus souvent le cas pour des pièces devant être utilisées dans l eau que pour des pièces utilisées à l air, à cause de variations dimensionnelles beaucoup plus importantes. Le conditionnement en humidité sera le plus souvent mis en œuvre pour les deux raisons suivantes: 1. Afin de vérifier sur des pièces d essais si les changements attendus auront ou non une influence sur le comportement de la pièce en service. 2. Pour améliorer la résistance au choc de piéces fraîchement moulées. Deux méthodes de conditionnement des pièces sont décrites ci-dessous. Dans la première méthode, le conditionnement à l eau bouillante, la quantité d eau absorbée est fonction de la durée d immersion et de l épaisseur de la pièce. Cette technique ne permet pas d obtenir un taux d humidité uniforme à travers la pièce, comme celui qui serait obtenu par exposition prolongée à une humidité relative constante sauf si l état de saturation complète est atteint. Elle permet toute- Stabilité dimensionnelle 6.5

Epaisseur de la pièce, mm Figure 6.18 Epaisseur, mm 6 4 2 1 C 77 C 5 1 15 2 Durée de l'immersion, heures Durée pour conditionner le ZYTEL 11 à 2,8% d eau 8 6 4 2 2 Durée, heures 6 C 4 6 Figure 6.19 Durée requise pour une absorption de 2,8% d eau par le ZYTEL 11 immergé dans une solution d acétate de potassium (125 g / 1 ml d eau) fois de commencer la reprise en eau et d en accélérer le processus et de réaliser la plus grande partie du gain en résistance au choc et en accroissement dimensionnel. Le conditionnement à l eau bouillante est probablement la seule méthode utilisable pour la plupart des applications qui en requièrent un. On peut aussi conditionner les pièces par immersion dans l eau à une température inférieure. Voir figure 6.18 pour la durée du conditionnement. La deuxième méthode, basée sur l immersion de la pièce dans une solution d acétate de potassium, permet une distribution uniforme de l humidité (équivalente à l équilibre à 5% HR). Cette technique est plus complexe mais elle est très utile pour le conditionnement des pièces d essai. Les deux méthodes présentent un désavantage commun: la longue durée nécessaire pour le conditionnement des pièces épaisses, même dans ces conditions accélérées. Il faut respectivement 3 et 18 heures pour conditionner des épaisseurs de 3,2 et 6,4 mm dans l eau bouillante, et 2 et 65 heures pour les conditionner dans l acétate de potassium. Il faudra souvent se contenter d un conditionnement incomplet avec les pièces très épaisses à cause de la lenteur d absorption d eau même dans ces conditions. Les méthodes disponibles pour le conditionnement à une teneur en eau de 2,8% des pièces en ZYTEL 11 et en grades similaires consistent en: Ebullition dans l eau. Cette méthode est la plus facile mais elle ne permet pas d atteindre un véritable état d équilibre. L eau absorbée est concentrée près de la surface extérieure et ne pourra se répartir plus uniformément qu avec le temps. Le mieux est de faire absorber environ 3% d eau à la pièce, permettant ainsi une faible évaporation en surface. La durée nécessaire pour absorber 3% d eau par immersion dans l eau bouillante est indiquée figure 6.5. Il faut toujours peser les pièces, avant et après conditionnement, pour s assurer que la quantité d eau voulue a bien été absorbée et que les changements dimensionnels recherchés ont bien été atteints dans le temps imparti. Conditionnement avec une solution aqueuse d acétate de potassium. Cette méthode nécessite l utilisation d une enceinte chauffée avec reflux de vapeur. En utilisant une solution à 125 parties en poids d acétate de potassium pour 1 parties d eau, on fera absorber au ZYTEL 11 un maximum de 2,8% d eau (équivalent à l équilibre à 5% HR). Contrairement à la première méthode, un prolongement de la durée ne changera pas ce taux maximum d absorption. Le conditionnement à l acétate de potassium se fait aux alentours de 12 C, température d ébullition de la solution, afin d accélérer le processus au maximum. La durée requise est fonction de l épaisseur comme indiqué au diagramme 6.19. Les deux problèmes associés à cette méthode sont d une part le coût de l acétate de potassium, et de l autre la nécessité de maintenir la concentration de la solution. C est par contre une excellente technique pour la préparation d échantillons en vue d essais ultérieurs, car elle permet d atteindre un état d équilibre pour la reprise d humidité. Elle n est pas applicable aux pièces utilisées pour l étude des caractéristiques électriques ou de flammabilité car un peu d acétate de potassium est absorbé en surface. Pour les piéces qui doivent être utilisées dans l eau, on appliquera seulement la première méthode, mais en allongeant la durée de l immersion dans l eau bouillante afin d arriver à la saturation totale (8% d eau ou plus). Les durées nécessaires en fonction de l épaisseur figurent au diagramme 6.5. La durée requise pour le conditionnement à saturation des piéces de plus de 6,4 mm ne sera généralement pas appliquée, étant beaucoup trop longue vu la très faible vitesse d absorption. Recuit Si le recuit est nécessaire, il est souhaitable de le faire en l absence d air, de préférence par immersion dans un liquide approprié. La température du liquide de recuit doit être supérieure de 25 C à la température de service de la pièce. Pour le recuit sans exigence spécifique, la température sera généralement de 15 C. Ceci permettra de prévenir les variations dimensionnelles qui pourraient résulter d une relaxation imprévue des contraintes internes en dessous de cette température. La durée du recuit est en général de 5 minutes par mm d épaisseur. Il faut laisser les pièces se refroidir lentement et éviter les courants d air à la sortie du bain afin d empêcher le développement de contraintes superficielles. Placer la pièce qui se refroidit dans une boite en carton est une excellente technique qui permet de garantir un refroidissement lent et uniforme. Le choix du liquide à utiliser comme milieu de transfert de chaleur dépend des considérations suivantes: Il doit pouvoir atteindre la température désirée et ne pas se dégrader. Il ne doit pas attaquer le ZYTEL. Il ne doit pas dégager de fumées ou de vapeurs toxiques. Il ne doit pas présenter de risques d inflammation. On peut utiliser des hydrocarbures à points de fusion élevés, comme des huiles ou des cires, à condition que le dépot qu ils laisseront à la surface de la pièce ne soit pas nuisible à son bon fonctionnement, ce qui sera évidemment le cas pour toutes les applications de frottement. On a utilisé dans les laboratoires de DuPont les huiles Primol 342 et Majoline 238-CRA d Esso, mais aussi l Ondina 33 de Shell. Des travaux expérimentaux ont aussi indiqué l intérêt de procéder 6.6 Stabilité dimensionnelle

au recuit dans un four à atmosphère d azote, mais cela nécessite un équipement spécial. Il faut que le bain de recuit soit chauffé électriquement et que sa température soit contrôlée par un thermostat. Pour un meilleur contrôle thermique, il est préférable de chauffer le bain par les côtés et par le fond. On peut traiter un grand nombre de petites pièces en les placant au préalable dans un panier en fil de fer équipé d un couvercle pour les empêcher de flotter et en immergeant le tout dans le bain de recuit pendant le temps désiré. Une relaxation acceptable des contraintes de moulage sera obtenue par conditionnement à l eau bouillante pour les pièces ne devant pas dépasser 7 C en service. Cette méthode présente aussi l avantage de commencer à augmenter le taux d humidité interne réalisant ainsi un conditionnement partiel. 5 minutes d immersion dans l eau bouillante par mm d épaisseur seront suffisantes pour relâcher les contraintes. Il faudra une durée plus longue si l on recherche en plus le conditionnement à un état proche de l équilibre. Stabilité dimensionnelle 6.7

7 Qualité des pièces produites Comment établir les spécifications Introduction Une des conditions nécessaires pour assurer la fabrication de bonnes pièces en polyamide est de disposer d un système de contrôle de qualité performant. Cela commence évidemment par la vérification de l identité du polyamide utilisé, mais il faut ensuite faire les essais nécessaires afin de vérifier que les pièces soient bien moulées ou extrudées. L utilisateur doit définir la qualité dont il a besoin, et ceci est important. Un taux de rebut excessif ou trop de retours sous garantie, dus à des normes de qualité mal établies, coûtent cher. Les spécifications qui excédent la qualité nécessaire pour n importe laquelle des caractéristiques de la pièce sont aussi inutilement onéreuses. Il faut donc trouver un compromis qui doit être établi pour chaque pièce particulière. On établit fréquemment des spécifications en trois points, dans le but d identifier la matière, de vérifier qu elle est conforme et pour contrôler la qualité de la pièce elle-même. essais sont souvent, mais pas nécessairement, des tests de résistance au choc. La mesure du travail spécifique de rupture au choc est un moyen d évaluer l énergie requise pour briser une pièce soumise à un choc appliqué d une maniére bien définie. L essai est d autant plus significatif qu il se rapproche des conditions critiques que pourra rencontrer la pièce lors de son utilisation. On utilise en général pour effectuer ces essais des appareils standards à moutons pendulaires munis de fixations spécialement conçues pour les pièces à tester. Le niveau d énergie de rupture à appliquer est à établir en fonction des exigences en service de l application et les pièces de production doivent être testées suivant des techniques de contrôle reconnues. Les essais «tout ou rien», faisant appel à la chute d une bille ou d un poinçon, sont eux aussi utiles, bien qu ils ne permettent pas de mesurer l énergie de rupture elle-même. La spécification peut par exemple demander que seulement 2 échantillons sur 25, prélevés au hazard dans un lot de production, ne puissent passer le test, le choc étant évidemment appliqué d une manière parfaitement définie. Identification de la matière Le transformateur n a pas à s inquiéter normalement de l identité de la résine de moulage, il lui suffit d utiliser le grade correct de polyamide ZYTEL. Une identification est tout de même importante dans le cas par exemple où les rebroyés ne seraient pas correctement étiquetés. L utilisateur, par contre, peut parfaitement et avec raison demander de vérifier le type de matière utilisé pour la fabrication de ses pièces. On peut identifier le type de polyamide par détermination de son point de fusion et de son poids spécifique. La combinaison particulière de point de fusion et de poids spécifique permet d identifier un polyamide 66 non modifié. Quelques unes des altérations possibles de la matière restent en dehors des possibilités d identification apportées par ces déterminations, elles ne permettent par exemple pas d identifier les additifs de stabilisation et de lubrification, etc. Détermination de la qualité de la pièce La pièce elle-même peut être l objet de critères de qualités spécifiques. Ils ont été groupés ci-dessous en plusieurs catégories. Dimensions et stabilité dimensionnelle. On établit généralement des tolérances pour les dimensions principales de toutes les pièces moulées. On peut aussi spécifier des tolérances après recuit, dans une huile inerte par exemple. Ceci permet de s assurer que les contraintes internes en sortie de moulage sont à un niveau minimum. On pourra aussi être amené, afin d être certain d obtenir la stabilité dimensionnelle désirée, à incorporer une étape de recuit au cours de la fabrication. Poids de la pièce. Un bon moyen de vérifier la régularité du moulage est de procéder à un contrôle de poids, des variations pouvant indiquer des changements dimensionnels ou des modifications de propriétés. Les pièces provenant d empreintes différentes peuvent présenter de légers écarts, écarts tout à fait normaux, mais il ne faut pas qu ils puissent empêcher la détection des variations anormales. Tests à l utilisation. Il est fortement recommandé de procéder à des essais pratiques sur les pièces moulées ou extrudées. Ces Des essais basés sur des modifications de la norme ASTM D746, définissant la température de fragilisation des plastiques et des élastomères, sont aussi utilisés. Quand il s agit d utilisation à basse température, on peut avoir à spécifier le pourcentage de pièces qui doit pouvoir résister à un choc spécifique à une température déterminée. Tous ces essais demandent bien entendu un bon contrôle du taux d humidité et de la température sans parler des autres paramètres mécaniques plus évidents. Il faut noter que tous ces commentaires sur les essais en service ne sont là que pour faire prendre conscience des possibilités au lecteur. Il faut étudier chaque cas séparément et mettre au point des essais spécifiques en s aidant des informations appropriées disponibles sur les méthodes d essais et de contrôle de qualité. Viscosité relative (ASTM D789). La mesure de la viscosité relative, ou viscosité en solution, qui est reliée au poids moléculaire, est une bonne méthode pour évaluer la qualité d une pièce. La ténacité est fonction du poids moléculaire. Une diminution notable de viscosité de la pièce, par rapport à celle de la résine vierge, indiquera une mise en œuvre défectueuse et une réduction de résistance au choc. La difficulté consiste à définir ce qui est acceptable en tant que perte de viscosité. Le ZYTEL 11 vierge a une viscosité relative de 5, nous ne recommanderions pas d accepter les pièces moulées dans cette résine ayant une viscosité inférieure à 4. Aspect de surface. Certains facteurs qui affectent l aspect de surface ont aussi de l effet sur la ténacité ou d autres éléments faisant partie de la qualité. Dans le cadre d une situation idéale, aucune pièce ne devrait présenter de givrage, de marques de brûlures, de bavures, de retassures, de bulles, de contamination, de granulés infondus ou de lignes de soudure visibles. Il faut dans la pratique excercer un certain jugement, car tous ces défauts sont difficiles à quantifier. On peut toutefois définir un état de surface acceptable et l inclure dans les spécifications. La comparaison avec des pièces types montrant ce qui est acceptable et ce qui ne l est pas, et numérotées en conséquence, est souvent utile afin d éliminer les jugements subjectifs au moment du contrôle. On peut par exemple sélectionner des pièces montrant le maximum de givrage ou de variation de couleur acceptables en production. Qualité des pièces produites Comment établir les spécifications 7.1

8 Normes et homologation Conformité aux réglements De nombreuses applications demandent que le matériau utilisé soit approuvé ou satisfasse aux impératifs de telle ou telle norme gouvernementale ou d origine privée. Ceci est en général requis pour la protection de l utilisateur, du grand public ou encore de l environnement. A côté des impératifs de respects vis-à-vis de certains réglements, tous les matériaux, et/ou leurs composants, doivent figurer dans les différents répertoires de produits chimiques. Des réglements spécifiques existent d autre part dans certains domaines, comme pour les applications électriques ou les applications en contact avec les produits alimentaires. DuPont garantit que les produits commercialisés sont conformes aux réglements qui s appliquent aux matériaux eux-mêmes. En tant que souscripteur de l initiative «RESPONSIBLE CARE» (se sentir responsable), DuPont accepte aussi de partager les informations et d assister les utilisateurs de ses produits pour les manipuler, les mettre en œuvre, les utiliser, les recycler et enfin pour en disposer d une manière sure et responsable vis-à-vis de l environnement. Dans certains domaines spécifiques, DuPont a développé des données qui permettront aux utilisateurs du produit d obtenir l approbation des autorités compétentes ou une certification de conformité vis-à-vis de telle ou telle réglementation. Ces domaines sont les suivants: Homologation des matériaux par les laboratoires UL (Material classification by Underwriters Laboratories, inc.). La plupart des résines polyamides de DuPont ont leur «carte jaune» (yellow card) qui leur attribue un classement de flammabilité et indique la température maximale de service admissible en continu. Réglements de conformité pour les applications au contact alimentaire en Europe et en dehors Europe: Directive de l Union Européenne 9/128 et ses amendements successifs, complétée par les réglements locaux si applicables. USA: FDA 21 CFR 177.15 (Food and Drug Administration of the United States Deparment of Health, Education and Welfare). Réglements de conformité pour les applications en contact avec l eau potable Allemagne: Recommandation du KTW (Kunststoff-Trinkwasser-Empfehlungen). Pays-Bas: KIWA (Keuringsinstituut voor Waterleidingartikelen). USA: NSF (National Sanitary Foundation). Informations pouvant aider à l homologation des applications dans les appareils de transformation alimentaire aux Etats-Unis NSF (National Foundation) ou USDA (United States Department of Agriculture). Informations pouvant aider pour l homologation des applications en conformité avec les réglements pharmaceutiques européens et non-européens Déclaration de composition de certains produits chimiques réglementés Cette déclaration est exigée par le «Deutsche Dioxinverbotsverordnung» en Allemagne et par le «Clean Air Act» aux Etats-Unis. Les réglements sont constamment modifiés et adaptés au fur et à mesure que les connaissances se développent, que de nouvelles techniques sont disponibles, et que les préoccupations du public évoluent. DuPont modifiera ses produits en fonction des besoins toujours changeants du marché, ou développera de nouveaux produits afin de satisfaire les demandes nouvelles. La même philosophie s applique en ce qui concerne les informations nécessaires aux clients, pour que leurs produits puissent satisfaire aux exigences des divers réglements les concernant. Il est impossible dans le cadre de cette brochure de fournir des informations à jour sur tous les types de polyamides de DuPont et leurs statuts en fonction des diverses spécifications. Il est donc suggéré de prendre contact le plus tôt possible, et au stade initial du développement, avec la représentation locale de DuPont pour faciliter la mise au point des nouvelles applications. Canada: HPB (Health Protection Branch of Health and Welfare). Autres Pays: Certificats de conformité établis sur demande. Normes et homologation 8.1

Pour tout renseignement concernant les polymères techniques, veuillez contacter: Belgique/België Du Pont de Nemours (Belgium) Antoon Spinoystraat 6 B-28 Mechelen Tel. (15) 44 14 11 Telefax (15) 44 14 9 Bulgaria Voir Biesterfeld Interowa GmbH & Co. KG sous Österreich. C eská Republika a Slovenská Republika Du Pont CZ, s.r.o. Pekarska 14/268 CZ-155 Praha 5 Jinonice Tel. (2) 57 41 41 11 Telefax (2) 57 41 41 5-51 Danmark Du Pont Danmark A/S Skjøtevej 26 P.O. Box 3 DK-277 Kastrup Tel. 32 47 98 Telefax 32 47 98 5 Deutschland Du Pont de Nemours (Deutschland) GmbH DuPont Straße 1 D-61343 Bad Homburg Tel. (6172) 87 Telefax (6172) 87 27 1 Egypt Du Pont Products S.A. Bldg no. 6, Land #7, Block 1 New Maadi ET-Cairo Tel. (22) 754 65 8 Telefax (22) 516 87 81 España Du Pont Ibérica S.A. Edificio L Illa Avda. Diagonal 561 E-829 Barcelona Tel. (3) 227 6 Telefax (3) 227 62 France Du Pont de Nemours (France) S.A. 137, rue de l Université F-75334 Paris Cedex 7 Tel. 1 45 5 65 5 Telefax 1 47 53 9 67 Hellas Ravago Plastics Hellas ABEE 8, Zakythou Str. GR-15232 Halandri Tel. (1) 681 93 6 Telefax (1) 681 6 36 Israël Gadot Chemical Terminals (1985) Ltd. 22, Shalom Aleichem Street IL-633 43 Tel Aviv Tel. (3) 528 62 62 Telefax (3) 528 21 17 Italia Du Pont de Nemours Italiana S.r.L. Via Volta, 16 I-293 Cologno Monzese Tel. (2) 25 3 21 Telefax (2) 25 3 23 6 Magyarország Voir Biesterfeld Interowa GmbH & Co. KG sous Österreich. Maroc Deborel Maroc S.A. 4, boulevard d Anfa 1 MA-Casablanca Tel. (2) 27 48 75 Telefax (2) 26 54 34 Norge Distrupol Nordic Niels Leuchsvei 99 N-1343 Eiksmarka Tel. 67 16 69 1 Telefax 67 14 2 2 Österreich Biesterfeld Interowa GmbH & Co. KG Bräuhausgasse 3-5 A-15 Wien Tel. (1) 512 35 71 Telefax (1) 512 35 71 12/512 35 71 31 Polska Du Pont Poland Sp. z o.o. ul. Prosta 69 PL--838 Warszawa Tel. (22) 691 9 1 Telefax (22) 691 9 1 Portugal ACENYL Rua do Campo Alegre, 672 1 P-41 Porto Tel. (2) 69 24 25/69 26 64 Telefax (2) 6 2 7 Romania Voir Biesterfeld Interowa GmbH & Co. KG sous Österreich. Russia E.I. du Pont de Nemours & Co. Inc. Representative Office B. Palashevsky Pereulok 13/2 SU-13 14 Moskva Tel. (95) 797 22 Telefax (95) 797 22 1 Schweiz/Suisse/Svizzera Dolder AG Immengasse 9 Postfach 14695 CH-44 Basel Tel. (61) 326 66 Telefax (61) 322 47 81 Internet: www.dolder.com Slovenija Voir Biesterfeld Interowa GmbH & Co. KG sous Österreich. Suomi/Finland Du Pont Suomi Oy Box 62 FIN-2131 Espoo Tel. (9) 72 56 61 Telefax (9) 72 56 61 66 Sverige Du Pont Sverige AB Box 23 SE-164 93 Kista (Stockholm) Tel. (8) 75 4 2 Telefax (8) 75 97 97 Türkiye Du Pont Products S.A. Turkish Branch Office Sakir Kesebir cad. Plaza 4 No 36/7, Balmumcu TR-87 Istanbul Tel. (212) 275 33 82 Telefax (212) 211 66 38 Adresse Internet: http://www.dupont.com/enggpolymers/europe Ukraine Du Pont de Nemours International S.A. Representative Office 3, Glazunova Street Kyiv 25242 Tel. (44) 294 96 33/269 13 2 Telefax (44) 269 11 81 United Kingdom Du Pont (U.K.) Limited Maylands Avenue GB-Hemel Hempstead Herts. HP2 7DP Tel. (1442) 34 65 Telefax (1442) 24 94 63 Argentina Du Pont Argentina S.A. Avda. Mitre y Calle 5 (1884) Berazategui-Bs.As. Tel. +54-11-4229-3468 Telefax +54-11-4229-3117 Brasil Du Pont do Brasil S.A. Al. Itapecuru, 56 Alphaville 6454-8 Barueri-São Paulo Tel. (5511) 7266 8229 Asia Pacific Du Pont Kabushiki Kaisha Arco Tower 8-1, Shimomeguro 1-chome Meguro-ku, Tokyo 153-64 Tel. (3) 5434-6935 Telefax (3) 5434-6965 South Africa Plastamid (Pty) Ltd. 43 Coleman Street P.O. Box 59 Elsies River 748 Cape Town Tel. (21) 592 12 Telefax (21) 592 14 9 USA DuPont Engineering Polymers Barley Mill Plaza, Building #22 P.O. Box 822 Wilmington, Delaware 1988 Tel. (32) 999 45 92 Telefax (32) 892 7 37 Pour les pays autres que ceux mentionnés ci-dessus, veuillez contacter: Du Pont de Nemours International S.A. 2, chemin du Pavillon CH-1218 Le Grand-Saconnex/Genève Tel. (22) 717 51 11 Telefax (22) 717 52 Les informations fournies ont été établies sur la base des connaissances techniques en notre possession. Ces informations sont susceptibles d être modifiées en tout temps au gré de nos nouvelles connaissances et de nos expériences. Ces informations correspondent aux propriétés typiques du matériau et ne concernent que ce matériau. Sauf indication contraire, les informations fournies peuvent ne pas correspondre aux propriétés typiques du matériau lorsque celui-ci est utilisé avec d autres matériaux, des additifs ou dans certains procédés. Ces informations ne doivent pas servir à établir des limites de spécification et ne doivent pas être utilisées telles quelles pour servir de base de design. Ces informations ne doivent pas non plus se substituer aux tests éventuellement nécessaires à déterminer si le matériau en question est adapté à l usage auquel vous le destinez. En l absence de connaissances particulières de vos conditions d utilisation du matériau, DuPont n assume aucune obligation de résultat de même qu aucune responsabilité en relation avec l utilisation des informations fournies. Les informations contenues dans cette brochure ne sauraient être interprétées comme une licence sous quelque brevet que ce soit ou comme une invitation à enfreindre des droits découlant de la propriété intellectuelle. Attention: ne doit pas être utilisé comme implant humain permanent. Pour d autres applications médicales, veuillez consulter l avertissement de DuPont se référant aux applications médicales «DuPont Medical Caution Statement», H-512-1. E-56843-1 5.1 Marque déposée de DuPont de Nemours Imprimé en Suisse The miracles of science est une marque de DuPont de Nemours