Produits/ matériaux

Le choix fatidique des matériaux

Tous les matériaux ne réagissant pas de la même façon aux rayonnements, il est impératif d'opérer un choix réfléchi. Tandis que l'irradiation n'altère ni les métaux ni la plupart des matériaux inorganiques, elle peut changer la couleur des matières transparentes. Les polymères peuvent quant à eux subir deux réactions différentes qui se déclenchent simultanément et dont le déroulement dépend des caractéristiques chimiques. Le résultat final est fonction de la réaction dominante :

Réticulation

Lors de l'irradiation, des radicaux libres qui apparaissent à la suite de la rupture de liaisons chimiques sont libérés dans la matrice polymère. Ces radicaux peuvent se rassembler et former de nouvelles liaisons chimiques, créant ainsi un réseau tridimensionnel qui présente une meilleure résistance thermique, chimique et mécanique. Certains polymères sont néanmoins tellement inertes que de petites quantités d'agents réticulants doivent être ajoutées au composé polymère pour assurer un niveau de réticulation satisfaisant. La réticulation par irradiation présente deux avantages majeurs : d'une part, elle a lieu à des températures faibles (température ambiante), d'autre part, elle ne nécessite en général aucun additif chimique, ce qui évite les impuretés et la formation de résidus.

Rupture des chaînes polymères (dégradation)

La réaction de certains polymères se traduit par leur dégradation, soit la rupture de leur chaîne, ce qui provoque une réduction du poids moléculaire par rapport à la dose d'irradiation employée. Le matériau devient donc friable et s'affaiblit. Cet effet est indésirable pour certaines applications car il en détériore la fonctionnalité. Pour d'autres matières, il permet en revanche de régler le poids moléculaire avec une grande précision et donc de modifier de manière ciblée les propriétés d'écoulement et de déformation (rhéologie). Cet effet peut par exemple être voulu pour modifier l'amidon, la cellulose ou les polypropylènes.

Valorisation de matières plastiques

La réticulation par irradiation améliore les propriétés de plastiques standards et techniques bon marché, permettant leur utilisation dans des conditions auxquelles ils ne seraient autrement pas adaptés. Voici un bref aperçu des avantages de cette technologie :

Amélioration des caractéristiques thermiques :

  • Amélioration de la résistance à la déformation thermique
  • Définition ciblée de la dilatation thermique (module de rupture à chaud)
  • Amélioration de la déformation rémanente à la compression ou traction
  • Meilleure résistance au feu (essai au fil incandescent)
  • Meilleure résistance au vieillissement

Amélioration des caractéristiques tribologiques :

  • Plus haute résistance à l'usure
  • Meilleure résistance à la chaleur de frottement évitant que la surface de glissement ne fonde
  • Stabilité dimensionnelle accrue
  • Divers moyens de lubrification
  • Meilleure résistance mécanique (couples transmis, roues dentées)

Amélioration des caractéristiques chimiques :

  • Réduction de la solubilité
  • Amélioration du pouvoir de gonflement
  • Meilleure résistance à la rupture sous tension
  • Amélioration de la résistance à l'hydrolyse et à l'huile

Amélioration des caractéristiques mécaniques :

  • Amélioration des modules
  • Réduction du fluage à froid
  • Augmentation de la résistance aux flexions alternées
  • Solidité accrue du cordon de soudure
  • Amélioration du comportement en fluage sous pression interne

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