Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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L'invention concerne de nouvelles compositions mou-
lables, à base de po:Lymère thermoplastique et de fibres de verre.
Les compositions selon l'invention comprennent:
a) un polymère thermoplastique choisi dans le groupe constitué
par le polystyrène et ses copolymères, le polyéthylène, le
polytéréphtalate d'éthylène glycol et le polyamide-6,
b) des flbres de verre, et
c) un bis-maléimide.
Dans ces compositions, le poids des fibres de verre
représente généralement de 1 à 50% et de préférence de 10 à
40% du mélange (M) polymère thermoplastique + fibres de verre
et le poids de bis-maléimide représente de 0,01 à 10% et de
préférence de 0,1 à 5% du poids du mélange (M).
L'expression copolymères du styrène désigne notamment
les copolymères du styrène avec l'acrylonitrile ou les terpo-
lymères acrylonitrile/butadiène/styrène. La préparation des
polymères thermoplastiques utilisables dans ces compositions
est largement décrite et ne constitue pas, en soi, un objet de
l'invention. On utilise de préférence les polymères présentant
les caractéristiques suivantes:
- polystyrène de masse moléculaire moyenne, en poids, comprise
entre 70.000 et 700.000
- copolymères styrène/acrylonitrile, dans lesquels le rapport
nombre des motifs dérivés du styrène
nombre des motifs derives de l'acrylonitrile
est compris entre 1/1 et 6/1, lesdits copolymères présentant
une masse moléculaire moyenne, en poids, comprise entre
70.000 et 700.000
- terpolymères acry]onitrile/butadiène/styrène renfermant 4 à
20% en poids de motifs dérivés du butadiène, le rapport des
motiEs dérivés du styrène et de llacrylonitrile étant compris
entre 1/1 et 6/1 (comme dans les copolymères mentionnés ci-
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avant), lesdits terpolymères présentant une masse moléculairemoyenne, en poids, comprise entre 70.000 et 700.000
: - polytéréphtalate d'éthylène glycol présentant une masse molé-
culaire moyenne, en poicls, comprise entre lS.000 et 100.000
- polyamide-6 tpoly ~.caprolactame) présentant une masse molé-
culaire moyenne, en nombre, comprise entre 15.000 et 50.000
- polyéthylène haute ou basse densité présentant une viscosité
spécifiq.ue comprise entre 0,2 et 0,7 (mesure effectuée à.
130C dans la tétraline, à partir d'une solution à 0,2%).
10Le bis-maléimide peut être notamment choisi parmi les
produits de formule:
YC - CO ~ CO - CY
ll N - R - N ll (1)
YC - CO CO - CY
dans laquelle Y représente H, CH3 ou Cl et le symbole R repré-
sente l'un des radicaux suivants:
- un radical alkylène, linéaire ou rami~ié, comportant jusqu'à
12 atomes de carbone,
- un radical cyclohexylène ou cyclopentylène,
- un radical phénylène ou naphtylène,
- l'un des radicaux:
~3 ~ ( CH 2 ) s ~ ( c~ 2 ~ s -
~ N ~ N N - C -,
où s est égal à 1, 2 ou 3.
- un radical comprenant deux radicaux phénylène reliés entre eux
par un lien valentiel simple ou par un atome ou groupement tel
que, notamment, -CH2-, -0-, -C(CH3)2~, -SO2-, -S-.
A titre dlexemples spécifiques de tels bis-imides, on
peut citer:
- le N,N'~éthylène-bis-maléimide,
- le N,N'-cyclohexylène-bis-maléimide,
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. . ..
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- le N,N'-métaphénylène-bis-maléimide,
- le N,N'-paraphénylène-bis-maléimide,
- le N,N',4,4' diphénylméthane-bis-maléimide,
- le N,N',~,4' diphényléther-bis-maléimide,
- le N,N',~,~" diphénysulfone-bis-maléimide,
- le N,N',4,4' diphénylméthane-bis-chloromaléimide.
Ces bis-imides peuvent être préparés par application
des méthodes ~écrites dans le brevet américain No. 3.018.290 ou
le brevet anglais No. 1.375.592.
Les fibres de verre ont, de préférence, une longueur
comprise entre 100 ~ et 12 mm, le diamètre des filaments uni-
taires étant généralement compris entre 2 et 20 ~. On donne
la préférence aux fibres de type E (tel que défini dans "Handbook
of Reinforced Plastics" - Ed. 19~4, p.l20), dont le grammage
(poids au kilomètre de fil) peut varier entre 600 et 2500 dtex.
Bien que les fibres E soient considérées comme convenant par-
ticulièrement bien aux applications auxquelles sont destinées
les compositions conformes à l'invention, on peut utiliser
d'autres fibres de verrer soit exclusivement, soit en association
avec des fibres E. L'ouvrage précité indique (pages 121-122)
des exemples de telles fibres.
On utilise généralement dans l'invention des fibres de
verre ayant reçu un traitement. D'une part ces fibres ont pu
constituer des faisceaux de fibres grace à l'emploi d'un liant.
A titre d'exemples de tels liants, on peut citer l'acétate de
polyvinyle, les copolymères d'éthylène et d'esters acryliques,
les résines époxy, les polyéthers et polyesters aromatiques.
D'autre part, les fibres peuvent etre traitées au moyen d'un
agent d'ensimage ou de couplage, tel que, par exemple: des com-
posés-organosiliciques te]s que le vinyl-tri(éthoxy méthoxy)
silane, le ~ arninopropyltriéthoxysilarle, le (amino-2 éthylamino)
-3 propyl tri-méthoxysilane, le vinyl (méthacryloy]) tri-
--3--
méthoxysilane ou des composés tels que les complexes du chrome
avec de l'aci~e méthacrylique.
Ainsi qu'il a été indiqué précédemment, les consti-
tuants essentiels des compositions conformes à l'invention sont
le polymère thermoplastique, les Eibres de verre et le bis-
maléimide.
A titre de variantes, les compositions peuvent renfer-
mer d'autres substances, parmi lesquelles on mentionnera:
a) à titre de charges complémentaires, des matériaux pulvérulents,
notamment mica, talc, lithopone, silice calcinée ou des ma-
tériaux sous forme de fibres de quartz, fibres de céramique
ou d'autres fibres minérales.
b) un catalyseur pouvant consister notamment en un composé pe-
roxygéné ou un composé soufré. De préférence, ce composé
soufré est choisi dans le groupe constitué par les sulfures
de thiurame et les mercaptobenzothiazoles, parmi lesquels
on mentionnera en particulier le disulfure de dibenzothiazyle.
Les compositions peuvent en outre renfermer des addi-
tifs à effet spécifique, tels que des pigments, lubrifiants,
ingnifugeants, stabilisants, agent susceptible de modifier cer-
taines propriétés mécaniques (module d'élasticité, résistance
au choc). A titre d'exemple d'agent de ce type, on mentionnera
notamment les copolymeres élastomériques à base d'éthylène et
d'au moins un autre monomère oléfinique, ces copolymères pré-
sentant une structure essentiellement amorphe (taux de cris~
tallinité inférieur à 15%) et une viscosité Mooney Ml-4 norme
NF T 43005 comprise entre 20 et 120 à 121 C.
Les compositions peuvent être préparées par simple
mélange des divers constituants. Selon une technique préférée,
on opère en deux étapes: on mélange, en premier lieu, le polymère
thermoplastique, le bis-maléimide, et, le cas échéant, le ca-
talyseur puis, après homogénéisation du mélange, introduit les
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S~
fibres de verre et, le cas échéant, les autres additifs men-
tionnés précédemment en poursuivant l'opération d'homogénéisa-
tion. Ces opérations sont généralement effectuées à température
ambiante (de 15 à 30C). La composition ainsi préparée peut
ensuite être moulée directement par compression à une température
comprise entre 160 et 280C sous une pression comprise entre
100 et 400 bars, ou être extrudée a une température comprise
entre 160 et 280C, puis granulée et moulée par compression ou
in~ection à une température comprise entre 160 et 280C et sous
une pression comprise entre 100 et 1500 bars. Cette seconde
technique est habituellement utilisée du fait de la facilité
de mise en oeuvre qu'elle apporte.
Les articles préparés à partir des compositions con-
formes à l'invention présentent un ensemble de propriétés in-
téressantes. Ils sont remarquables notamment en ce qui concerne
la résistance en flexion et la résistance au choc. Les méthodes
de détermination de ces propriétés sont indiquées plus loin.
Du fait de ces propriétés, les compositions selon
l'inven-tion conviennent particulièrement pour la réalisation
de pièces utilisées dans l'industrie de l'automobile (radiateurs,
bacs d'accumulateurs), pour la fabrication d'ébauches pour usi-
nage en remplacernent d'alliages légers.
Les exemples suivants illustrent l'invention, sans
toutefois la limiter.
EXAMPLE l:
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On homogénéise sur rouleaux durant 15 minutes à 25C
un mélange constitué par 69 parties (en poids) de polystyrène
en poudre et 1 partie de N,N',4,4' diphénylméthane-bis-
maléimide. Le polystyrène présente une masse moléculaire moyenne.
en poid~ dé 230.000. On introduit ensuite dans le mélange
30 parties de fibres de verre. Ces fibres de verre, de longueur
moyenne de 6 mm, sont liées au moyell d'ull polyether aromatique
et traitées (agent de couplage~ avec du ~ amino-propyltriéthoxy-
silane. On prolonge d'une minute l'homogénéisation sur rouleaux.
Ce mélange est introduit dans une extrudeuxe monovis
présentant les caractéristiques suivantes: longueur de la vis
400 mm, diametre de ]a vis 20 mm, taux de compression 3,5, dia-
mètre de la filière 3 mm. L'extrusion est effectuée avec un
gradient de température de 180-200-180C (filière). Le jonc
ohtenu est granulé. Ces granulés sont mis en forme par injec-
tion à 180C sous une pression de 300 bars.
Les résultats des tests effectués sur les articles
obtenus dans t~us les exemples sont indiqués dans le tableau
qui suit l'exemple 8.
EXEMPLE 2.
_____
On renouv~lle l'essai de l'exemple 1 en utilisant 67
parties de polystyrène et 3 parties du même bis-maléimide.
~XE~!PLE__3_et_4:
On renouvelle les essais des exemples 1 et 2 en utili-
sant du polyamide 6 au lieu du polystyrène (respectivement
69 parties de polyamide/l partie de bis-maléimide (ex. 3) et
67 parties de po~yamide/3 parties de bis-maléimide (ex. 4).
Le polyamide présente une masse moléculaire moyenne~
en nombre, de 25.000.
Les conditions de transformation (température de
l'extrusion, température et pression de l'injection) sont éga-
lement indiquées dans le tableau.
EXEMPLES 5 et 6:
On renouvelle le.s essais des exemples 1 et 2 en utili-
sant, à la place du polystyrène, les mêmes quantités de poly-
téréphtalate d'éthylène glycol.
Ce polyester présente une masse moléculaire moyenne,
en poids, de 30.000.
Les conditions de transformation sont indiquées dans
le tableau.
EXEMPLES 7_et 3:
On reno-lvelle les essais des exemples 1 et 2, en uti-
lisant, à la place du polystyrène, les mêmes quantités de poly-
éthylène.
Ce polyéthylène - basse densité - présente une visco-
sité spécifique de 0,24 (mesure effectuée à 130C dans la té-
traline à 0.2~).
Les conditions de -transformation sont indiquées dans
le tableau.
Dans ce tableau, on donne, à titre de comparaison, les
valeurs obten~les sur des articles préparés à partir de compo-
sitions ne renfermant que le polymère thermoplastique et les
fibres de verre.
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