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Thème n°1 : Les textiles des matériaux essentiels
ACTIVITÉ n°9
Objectifs : LES POLYMERES SYNTHETIQUES THERMODURCISSABLES ET THERMOPLASTIQUES
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Connaitre la définition et les propriétés de « thermodurcissable » et de « thermoplastique »
Trouver expérimentalement à quelle famille thermoplastique ou thermodurcissable appartient un polymère.
Mettre en œuvre des matériels transformant des matériaux thermoplastiques et réaliser des échantillonnages
Travail par groupe de 2 étudiants. Compte rendu à rédiger sur feuille blanche et à rendre à la fin de la séance.
Matériel à disposition :
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Echantillons, bougies, lunettes, blouses, étuve.
Machine Thermoformeuse Formech et Machine à Ultrasons Nucléus
1) Définition et propriété de « thermodurcissable » et « thermoplastique »
a) Donner la définition et propriété de « thermodurcissable » et « thermoplastique ».
b) Associer les schémas simplifiés de polymères (portions de courbes, les atomes ne sont pas représentés) avec
les termes suivants :
« chaines réticulées » « chaines linéaires »
« polymère thermoplastique »
« chaines ramifiées »
« polymère thermodurcissable » (2 termes par polymère) :
Polymère n°1
c)
-
Polymère n°2
Polymère n°3
Associer les propriétés suivantes soit à un matériau thermoplastique ou à un matériau thermodurcissable :
Lien rigide entre les chaines de polymères
Réseau tridimensionnel
Importante mobilité des chaines entre-elles
Recyclable
Non recyclable
Liaisons faibles entre les chaines
2) Classification des matériaux thermodurcissables et thermoplastiques :
Voici la liste de matériaux et des données techniques les concernant :
Résine
Phénoplaste :
mélamine :
Polyester PES
Polyamide PA
Bakélite
Formica,
Mélaminé
Bonne résistance à
Tg = 70°C
Tg = 50°C
Décomposition
la chaleur
Tf = 255°C
Tf = 230°C
vers 350°C
Tg : Température de transition vitreuse
Tf : température de fusion
Résine époxy
Isolant électrique
Polymétacrylate
de méthyle
PMMA
(plexiglas)
Tg = 110°C
Tf = 180°C
a) Trouver une expérience simple permettant de définir si un matériau est thermoplastique ou thermodurcissable.
Expliquer le protocole expérimental, les observations et les conclusions à en tirer.
b) Tester votre expérience sur chacun des matériaux, noter vos observations et classer les matériaux en deux
familles : thermoplastique et thermodurcissable.
3) Thermoformage : machine Formech :
Données techniques :
Alimentation : 220V – 240 13A 50 Hz
consommation électrique : 2,3 kW
utilisation de moules en plâtres, bois, résines, aluminium
Résistance de chauffe : quartz
4 zones de chauffe
a) Donner le nom de la famille de matières uniquement utilisables avec la machine.
b) Peut-on utiliser des thermoplastiques, des thermodurcissables ? Justifier votre réponse.
c) Réaliser des échantillons thermoformés.
4) Assemblage, matelassage, marquage, découpe : Machine à Ultrason Nucléus :
assemblage
découpe
gravure
Unité ultrasons
Données techniques de la machine à Ultrason Nucléus :
Onde à 35 kHz
Générateur Sonotronic 400-800 Watts
Alimentation électrique 230V, 50 Hz, 16A
Sonotrode de soudure tournante en titane (Ø 104mm)
Vitesse 1 – 14 m/min
Paramètres de soudage
Largeur de soudure 1mm - 11mm
Ouverture maximale 400mm
Molette de soudage Ø 65mm
Unité de pression par contact
Type contrôle électromagnétique de l’entrefer
Pression de contact jusqu’à 600 N standard ou augmentation par petits paliers
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Quel type d’ondes est utilisé pour l’assemblage, la découpe, le marquage des matières ?
Donner la valeur de la fréquence de ces ondes.
Nommer les deux parties en contact qui permettent la soudure, la découpe ou le marquage.
Donner le nom de la famille de matières uniquement utilisables avec la machine.
Peut-on utiliser des thermoplastiques, des thermodurcissables ? Justifier votre réponse.
Réaliser des échantillons d’assemblage, de matelassage et marquage.
Joindre vos échantillons au compte-rendu et pour chacun des échantillons, indiquer la valeur des 3 paramètres utilisés :
Puissance en Watt
pression en %
vitesse de rotation de la roue gravée en m/min
5) Pâte thermodurcissable :
Utiliser de la pâte thermodurcissable (exemple : la pâte FIMO) pour réaliser des objets.
Placer-les au four : 110°C pendant 30 min.
Après refroidissement, noter vos observations.