La dégradation des thermodurcissables

Je complète le post sur la dégradation des plastiques avec celui sur la dégradation des thermodurcissables. Cela concerne les pales d’éoliennes, les coques de bateaux, les peintures, etc.

Pourquoi un post distinct ? parce que la structure des thermodurcissables est très différente de celle des thermoplastiques comme présenté dans mon post sur les plastiques.

La structure des thermodurcissables est particulière parce que les chaines de polymère sont liées entre elles par des liaisons aussi fortes que celles de la chaîne elle-même. De plus, la création de ce « réseau » ne se fait pas seule, elle est activée par un catalyseur… auquel on peut ajouter une source d’énergie qui peut être de la chaleur ou des UV. ça permet d’activer ou d’accélérer le processus de polymérisation.

Les thermodurcissables sont donc infusibles et insolubles, leur polymérisation est irréversible.

Une fois qu’il est solide il le reste. C’est une des raisons de la difficulté de le recycler. On peut le broyer et le mélanger à une autre base mais pas le faire fondre.

Alors il y a des pistes ici ou là de solutions pour le recyclage matière des composites mais ça reste à l’échelle labo. Rien d’industriel. Je ne pense pas que ce soit impossible, il faut se donner les moyens de le faire. Pour le moment on choisit la valorisation énergétique (incinération) ou mécanique (recyclage matière). Mais revenons à nos moutons.

Les composites sont des matériaux thermodurcissables renforcés par des fibres (verre, carbone, etc.) ou des charges pour en améliorer les propriétés mécaniques. Dans le cas des pales d’éoliennes par exemple sont constituées d’une résine polyester ou époxy chargée de fibres.

Concernant leur dégradation, tout comme pour les thermoplastiques cela va dépendre de l’environnement (+structure chimique + organisation renforts/polymère). Sous UV et en présence d’oxygène, ils vont continuer à réticuler jusqu’à leur fragilisation (fissuration) ou jusqu’au farinage de la surface du matériau, qui va petit à petit se désagréger.

Imaginez s’il est soumis à des contraintes mécaniques, la fissuration peut vite conduire à la rupture du composite. Si le matériau contient les bons additifs et en présence des charges adaptées, ils peut tenir une dizaine d’année peut être plus dans des zones peu ensoleillées et tempérées. Mais il faut qu’il soit dimensionné pour.

En présence de renforts, l’effet de l’environnement (humidité ou pluie, changements de température etc.) est une agression importante qui peut générer des fissurations et des décohésions entre les renforts et le polymère.

La difficulté est d’obtenir un matériau à la fois résistant mécaniquement ET pouvant supporter des modifications de conditions climatiques. Le compromis est donc à trouver entre le coût, la durabilité et les performances intrinsèques du matériau.

Il y a bien sur les produits chimiques qui, en fonction du type de résine peuvent dégrader rapidement le matériau, généralement par coupure des chaines de manière aléatoire. Mais cela concerne plutôt les revêtements d’étanchéité de certains réservoirs ou rétentions

Donc pour trouver le bon matériau avec les caractéristiques que l’on souhaite il faut prendre une petite feuille et noter les caractéristiques que l’on souhaite, l’environnement (températures, variations, humidité, UV, charges mécaniques, etc.), la durée de service et le coût.

Je peux vous assurer que généralement on challenge les deux premiers critères et rarement le dernier. ça n’est pas grave si on prend en compte la maintenance ou le remplacement du matériau dégradé à partir d’un certain niveau de dégradation pour éviter les ruptures incontrôlées.

Bon j’espère que ce post aura complété le précédent sur la dégradation des thermoplastiques, il manquerait celui sur les caoutchouc et élastomères mais il y a peut être moins d’enjeux sur ces matériaux aujourd’hui.

Le petit lien Twitter associé :

https://twitter.com/Kako_line/status/1114466049271975936

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