Scheda di revisione: Introduction aux polymères et stratification carbone

📋 Plan du Cours

1. Polymères semi cristallins
2. Homopolymère
3. Le poly acrylonitrile (PAN) et PMMA
4. Copolymère A/MMA (méthacrylate de méthyl - acrylonitrile)
5. Découpe des gabarits sur le rouleau de carbone
6. Utilisation du lycra pour drainer l’air sur le positif
7. Préparation et enfiler un sac PVC tibial humidifié
8. Transfert des découpes sur le sac PVA
9. Protection des mains avec crème ou gants nitrile
10. Ordre chronologique du drapage sur le positif
11. Collage de velours autocollant pour drainer l’air
12. Talquage du carbone et du sac PVA avant mise au four

📖 1. Polymères semi cristallins

🔑 Notions clés & Définitions

• Propriétés : Il combine une bonne souplesse et élasticité et une certaine nervosité.
• Copolymère : Un polymère constitué de chaînes moléculaires intégrant deux motifs différents issus de la copolymérisation, pouvant présenter des enchaînements variés.
• A) Structure : Il est obtenu par polyaddition du propylène à basse pression suivant le procédé Ziegler – Natta comme pour le PEhd.
• Peuvent être : Plaques Des plaques de PVC peuvent être utilisées pour la fabrication de socles et de tablettes de corsets sièges.

📝 Points essentiels

• Un polymère semi cristallin présente une partie de ses chaînes moléculaires arrangées, contrairement aux polymères amorphes totalement désorganisés.
• Les polymères semi cristallins sont généralement des thermoplastiques.
• La structure semi cristalline influence les propriétés physiques du polymère, notamment sa résistance et son opacité.

💡 À retenir

L'organisation partielle des chaînes moléculaires dans les polymères semi cristallins confère des propriétés physiques distinctes, telles que la résistance et l'opacité, qui les différencient des polymères amorphes.

📖 2. Homopolymère

🔑 Notions clés & Définitions

• Homopolymère : La chaîne moléculaire du polymère est constituée de nombreuses unités de la même molécule.
• Obtenu par polyaddition : a) Structure: Il est obtenu par polyaddition du propylène à basse pression suivant le procédé Ziegler – Natta comme pour le PEhd.

📝 Points essentiels

• La régularité de la chaîne confère des propriétés spécifiques au matériau final.
• Les homopolymères contrastent avec les copolymères qui contiennent plusieurs motifs différents dans leur chaîne.

💡 À retenir

La régularité de la chaîne confère des propriétés spécifiques au matériau final.

📖 3. Le poly acrylonitrile (PAN) et PMMA

🔑 Notions clés & Définitions

• Poly acrylonitrile (PAN) : Polymère amorphe obtenu par polymérisation en émulsion à partir de molécules d'acrylonitrile, utilisé comme précurseur pour fibres de carbone.
• Polyaddition : Se faire suivant deux techniques: POLYMERISATION EN EMULSION avec un catalyseur péroxyde.

📝 Points essentiels

• Le PAN est un polymère amorphe obtenu par polymérisation en émulsion, utilisé notamment comme précurseur des fibres de carbone.
• Le PMMA est un polymère amorphe obtenu par polyaddition du méthacrylate de méthyle, avec deux techniques principales : polymérisation en émulsion et polymérisation en masse.
• Le PMMA présente une excellente transparence, brillance, et une bonne aptitude au thermoformage.

💡 À retenir

Le PAN est un polymère amorphe obtenu par polymérisation en émulsion, utilisé notamment comme précurseur des fibres de carbone.

📖 4. Copolymère A/MMA (méthacrylate de méthyl - acrylonitrile)

🔑 Notions clés & Définitions

• Défauts : La pointe n'est pas centrée : Le foret broute et le trou ne sera pas bien rond et plus grand que voulu.
• Copolymère : Le copolymère SB est un copolymère de structure linéaire greffée.
• Densité : Les densités sont élevées proches de 2,5 g.cm- ³ pour 50% de cristallinité pour le PTFE, ce qui en fait l’une des matières plastiques les plus lourdes.
• Caractéristiques : Polymère plus cristallin que le PET : 60 % de cristallinité.
• SOUDAGE : On peut appliquer au soudage du PC toutes les techniques ultrasons, au miroir, par rotation … CO

📝 Points essentiels

• Le copolymère A/MMA est obtenu par copolymérisation de méthacrylate de méthyle (MMA) et d'acrylonitrile (A), incorporant ainsi deux motifs différents dans la chaîne polymérique.
• La copolymérisation modifie les propriétés du matériau, offrant des caractéristiques intermédiaires entre les homopolymères correspondants.
• Le copolymère A/MMA est utilisé pour fabriquer des plaques telles que Plexiglas, Plexidur et Europlex, employées notamment dans la fabrication d'éléments orthopédiques.
• La lubrification est indispensable pour les aciers durs.

💡 À retenir

La copolymérisation de méthacrylate de méthyle et d'acrylonitrile permet d'ajuster la structure et les propriétés des polymères, offrant des matériaux adaptés à des applications spécifiques comme la fabrication de plaques transparentes résistantes.

📖 5. Découpe des gabarits sur le rouleau de carbone

🔑 Notions clés & Définitions

• Fibres de carbone : Matériau constitué de filaments de carbone tissés à 45° ou unidirectionnels, utilisé pour renforcer les pièces composites.

📝 Points essentiels

• La découpe des gabarits s’effectue directement sur le rouleau de carbone avant la stratification.
• Cette étape est cruciale pour obtenir des pièces conformes aux dimensions du positif.
• La précision de la découpe influence la qualité finale de la stratification carbone.

💡 À retenir

La découpe précise des gabarits sur le rouleau de carbone est essentielle pour garantir la qualité et la conformité des pièces composites.

📖 6. Utilisation du lycra pour drainer l’air sur le positif

🔑 Notions clés & Définitions

• SOUDURE : Technique consistant à assembler deux pièces par fusion locale de leurs surfaces, souvent par apport de métal d'apport.
• Le sens : Orientation spécifique des fibres ou du tissu, importante pour assurer la résistance mécanique dans la direction souhaitée.
• Précaution d’utilisation : Vérifier l’état de la lame et du fil électrique avant d’utiliser l’outil.
• Lycra : Tissu utilisé lors du drapage sur le positif pour drainer l'air emprisonné, ce qui évite la formation de bulles d'air et facilite un contact optimal entre la résine et la surface.

📝 Points essentiels

• Le lycra est utilisé pour drainer l’air lors du drapage sur le positif, évitant la formation de bulles d’air.
• Cette technique améliore le contact entre la résine et la surface, garantissant une stratification de meilleure qualité.

💡 À retenir

L’utilisation du lycra lors du drapage sur le positif permet d’améliorer le contact et d’éviter la formation de bulles d’air, assurant une meilleure qualité de stratification.

📖 7. Préparation et enfiler un sac PVC tibial humidifié

🔑 Notions clés & Définitions

• Sac PVC tibial : Un sac en polyvinyl chloride utilisé pour envelopper un membre ou un positif lors de la stratification, qui doit être humidifié avant d’être enfilé afin de faciliter son application et assurer une adaptation parfaite.
• Métal d’apport : Différent du métal de base, il n’y a pas de fusion des pièces à assembler (ex : soudo- brasage).
• Propriétés mécaniques : Précaution d’utilisation avant polymérisation: Gants Précaution d’utilisation après polymérisation:: Masque à cartouches, gants, lunettes, salle de résine avec hotte aspirante par porte de travail à température ambiante (20°) Stockage Matériaux hétérogènes constitués de renforts (tissu) qui donnent les propriétés mécaniques liées dans une matrice (résine) qui permet la cohésion, afin d’obtenir un seul matériau comportant les propriétés mécaniques de ces composants.

📝 Points essentiels

• Cette humidification permet une meilleure adaptation du sac sur la forme du membre ou du positif.
• La préparation correcte du sac est essentielle pour assurer une stratification sans défaut.

💡 À retenir

L’humidification et la préparation du sac PVC tibial sont cruciales pour garantir une stratification efficace et sans défaut.

📖 8. Transfert des découpes sur le sac PVA

🔑 Notions clés & Définitions

• Meule : La pièce à meuler est maintenue à 2 mains, mouvements latéraux pour éviter la surchauffe Sécurité D
• Utilisation : Bâtiments, outillage, construction navale.
• Métal : Nickel-> ductilité
• Définition : On commence par un X, puis le pourcentage de carbone X 100, puis les éléments d’alliage dans l’ordre décroissant et leur pourcentage.
• Sac PVA : Un sac PVA est une enveloppe utilisée dans le processus de stratification pour transférer précisément les découpes sur le carbone, facilitant ainsi l'application des couches de tissu.

📝 Points essentiels

• Le transfert des découpes sur le sac PVA s’effectue après la découpe des gabarits, en utilisant un marqueur spécial qui ne s’efface pas après cuisson.
• Le sac PVA est utilisé humide pour faciliter son application sur le positif, garantissant que les découpes correspondent parfaitement à la forme à stratifier.
• Cette étape garantit que les découpes correspondent parfaitement à la forme à stratifier, assurant ainsi la précision du drapage du carbone.

💡 À retenir

Le transfert des découpes sur le sac PVA s’effectue après la découpe des gabarits, en utilisant un marqueur spécial qui ne s’efface pas après cuisson.

📖 9. Protection des mains avec crème ou gants nitrile

🔑 Notions clés & Définitions

• Principe : Une couche d’alumine est déposée en surface par électrolyse dans un bain d’acide sulfurique.
• Les tailles : Elles peuvent mesurer de quelques millimètres à plusieurs mètres.
• Dureté après revenu : La dureté des matériaux peut être modifiée après un traitement thermique de revenu, qui consiste à chauffer la pièce à une température inférieure à Ac1, la maintenir au moins 2 heures, puis la refroidir lentement pour homogénéiser la structure et réduire la fragilité.

📝 Points essentiels

• Le port de gants nitrile est recommandé pour une protection efficace contre les produits chimiques.
• La protection des mains est obligatoire lors de la manipulation des résines et matériaux composites.

💡 À retenir

Il est indispensable de protéger les mains lors de la manipulation des produits chimiques en stratification, notamment en portant des gants nitrile adaptés et en utilisant des crèmes protectrices pour prévenir les irritations et allergies.

📖 10. Ordre chronologique du drapage sur le positif

🔑 Notions clés & Définitions

• Matériaux : Les alliage de cuivre, acier doux et alliage aluminium.
• Pénétrateur : Bille d’acier ou de carbure de tungstène, Diamètre de l’empreinte: 2,5 mm ou 10mm.
• Viscosité : La viscosité indique comment s’écoule une matière.

📝 Points essentiels

• Le sac PVA humide est appliqué en premier sur le positif.
• Les couches de carbone sont posées ensuite selon la séquence définie pour assurer une stratification homogène.
• Le lycra ou velours autocollant peut être utilisé pour drainer l’air avant la mise au four.

💡 À retenir

Maîtriser la séquence d’application des couches est crucial pour optimiser la qualité du drapage sur le positif.

📖 11. Collage de velours autocollant pour drainer l’air

🔑 Notions clés & Définitions

• Avantages : Filament qui ne dégage pas d’odeur lors de l’impression et qui est recyclable.
• Exemple : L’application du velours autocollant sur une surface avant stratification pour faciliter l’évacuation de l’air et prévenir les défauts liés aux bulles.
• Pour le collage : Mousses, chaussures, métaux : colle contact Néoprène (polychloroprène) La Transprène (plus blanche que la néoprène) résiste à 140° Colles avec évaporation de solvants Les bois feuillus → non persistant (perdent leur feuilles) bois tendres: peuplier, aulne, til

📝 Points essentiels

• Cette méthode évite la formation de bulles lors de la stratification.
• Le velours autocollant constitue une alternative efficace au lycra pour le drainage de l’air.

💡 À retenir

Cette méthode évite la formation de bulles lors de la stratification.

📖 12. Talquage du carbone et du sac PVA avant mise au four

🔑 Notions clés & Définitions

• Mise en œuvre : Encoller les 2 surfaces, laisser évaporer le solvant puis appliquer et presser les 2 parties.
• Carbone : Un matériau composite utilisé dans la fabrication de pièces, qui nécessite un talquage préalable pour éviter que ses couches ne collent entre elles ou au moule lors de la cuisson.

📝 Points essentiels

• Le talquage du carbone et du sac PVA est réalisé avant la cuisson au four.
• Cette opération évite que les couches ne collent entre elles ou au moule.
• Le talc facilite le démoulage et améliore la qualité de la pièce finale.

💡 À retenir

Le talquage du carbone et du sac PVA est réalisé avant la cuisson au four.

📊 Tableaux de Synthèse

Propriétés des polymères

⚠️ Pièges & Confusions Fréquentes

1. Confusion entre polymères semi cristallins et amorphes, notamment sur leurs propriétés physiques.
2. Mélanger les propriétés des homopolymères et copolymères, en oubliant que la régularité de la chaîne confère des propriétés spécifiques.
3. Confondre le procédé de fabrication du polypropylène (polyaddition, procédé Ziegler-Natta) avec d'autres méthodes.
4. Confusion entre le PAN comme polymère amorphe et ses applications dans les fibres de carbone.
5. Erreur dans l'identification des matériaux lors de la découpe ou du traitement, notamment pour le carbone ou le PVC.
6. Mauvaise utilisation ou confusion entre le velours autocollant et le velours non adhésif pour le drainage.
7. Erreur dans la procédure de talquage, notamment l'oubli de laisser évaporer le solvant.

✅ Checklist Examen

1. Vérifier la structure semi cristalline des polymères.
2. Identifier correctement homopolymère et copolymère.
3. Respecter l'ordre chronologique du drapage.
4. Utiliser le lycra pour drainer l’air lors du drapage.
5. Protéger les mains avec des gants nitrile.
6. Découper précisément les gabarits sur le rouleau de carbone.
7. Appliquer le velours autocollant pour le drainage.
8. Talquer le carbone et le sac PVA avant la mise au four.
9. Transférer les découpes sur le sac PVA avec précision.
10. Respecter la température et le temps de cuisson pour le talquage.
11. Utiliser la bonne technique de collage pour le velours autocollant.
12. Vérifier l’état de la lame et du fil électrique avant utilisation.