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Mise en œuvre des TPE en bi-matières


Les thermoplastiques élastomères adhèrent aux plastiques techniques par le fondu. Cette adhésion s’opère sur les plastiques structurels les plus couramment utilisés. Comme les matériaux s’accrochent pendant l’étape même de la mise en œuvre, aucune colle n’est requise ; ce qui rend le processus de fabrication plus rapide et plus compétitif que lorsque les deux pièces sont d’abord produites séparément, puis assemblées. Il y a deux grandes techniques de mise en œuvre pour obtenir l’accroche : le surmoulage et la co-extrusion.

Au moment du surmoulage avec un élastomère, la surface du plastique rigide se ramollie et une diffusion des molécules dans les couches externes se produit. La condition « sine qua non » de cette adhésion est que les deux matières, c’est-à-dire le compound TPE et le plastique technique, soient compatibles entre elles. Cela signifie que les molécules de ces matières ne doivent pas se rejeter mutuellement. Avec l’augmentation de leur mobilité, les molécules des deux matières se diffusent, ce qui provoque l’adhésion dite « de fondu ». Les molécules des deux matières forment un réseau à l’interface qui permet une liaison cohésive entre elles.

Les plastiques techniques sur lesquels les compounds Dryflex, Mediprene et Lifoflex TPE ont une bonne adhésion, de surcroit largement documentée, incluent les PP, PE, PA6, PA 66, PC, ABS, PC/ABS, ASA et les SAN. Les Polyamides et les ABS peuvent être soit renforcés, soit non renforcés. L’adhésion entre les compounds TPE et les plastiques techniques peut souvent varier en fonction du fournisseur qui a livré le plastique technique.

L’adhésion sur le PA est particulièrement variable. Il est donc important que les tests d’adhérence soient effectués sur les matières appropriées. Les informations suivantes donnent les recommandations afin d’améliorer l’adhérence lors des procédés de surmoulage et de co-extrusion.

Surmoulage

La meilleure méthode de mise en œuvre pour garantir une bonne adhérence lors du surmoulage est l’utilisation d’une presse bi-injection, dans laquelle l’intégralité du processus se déroule automatiquement ; autrement dit lorsque le plastique technique est tout d’abord injecté, puis le moule effectue une rotation, et enfin les compounds TPE sont injectés à leur tour dans le même moule. Il est aussi possible d’injecter les compounds TPE en premier et les plastiques techniques en second. Une autre possibilité consiste à produire séparément la pièce en plastique technique, puis de la placer manuellement dans un autre moule dans lequel seront injectés les compounds TPE. Cette dernière méthode demande beaucoup plus de travail, et impose un contact de la pièce en plastique technique avec l’extérieur lors de son transfert d’un moule à l’autre.

Paramètres de réglage du surmoulage
Les recommandations suivantes sont fournies afin d’améliorer l’adhérence entre les compounds TPE Dryflex, Mediprene et Lifoflex d’une part et le plastique technique d’autre part. Ces paramètres sont applicables quand les compounds TPE sont injectés sur le plastique technique, mais ils peuvent aussi être valables dans la configuration inverse.

  1. Température du mélange élevée.
  2. Vitesse d’injection élevée.
  3. Température du moule de la pièce en TPE comprise entre 20 et 60°C.
  4. Éviter les pressions de maintien excessives.
  5. Éviter les marques de retrait.
  6. Pression d’injection maximale.
  7. Pré-séchage des matières hygroscopiques (absorbant l’humidité).
  8. Pré-chauffage homogène de la pièce en plastique technique (environ 100°C est idéal).
  9. Garder la surface de la pièce en plastique technique sèche, propre et lisse.
  10. Cette surface ne doit pas être texturée.
  11. Épaisseurs de la pièce en TPE suffisantes (au moins 1,5mm).
  12. Éventation du moule correcte.
  13. Placement et type de seuil d’injection adaptés.

Les paramètres de réglage 1 à 6 sont les plus faciles à appliquer car ils impliquent le réglage de la presse seulement. Les paramètres 7 à 9 sont des étapes de préparation et sont aussi relativement simples à mettre en place. Ces étapes peuvent même être encore simplifiées, si la production de la pièce en plastique technique et le surmoulage des compounds TPE se déroulent de manière continue dans une presse bi-injection. Les paramètres 10 à 12 concernent le moule, et doivent donc être considérés dès la phase de conception de l’outillage.

Co-Extrusion

À la différence du surmoulage, la co-extrusion implique que les deux matières soient à l’état fondu quand elles entrent en contact. Par conséquent l’adhésion est bien meilleure avec la co-extrusion qu’avec le surmoulage, car pour ce dernier la matière fondue injectée doit faire fondre la matière solide pour obtenir une bonne adhésion. Les molécules des deux matières diffusent mutuellement dans les couches de surface l’une de l’autre lorsque les deux matières sont à l’état fondu. Les molécules verrouillent ainsi les deux matières l’une à l’autre lors de la solidification.

Paramètres de réglage de la co-extrusion
Au cours de la co-extrusion il y a également certains paramètres qui peuvent améliorer l’adhésion. Il y en a toutefois moins que dans le cas du surmoulage. Le facteur le plus important reste tout de même la température élevée du fondu. Les matières sont les mêmes que pour le cas du surmoulage, à savoir un plastique technique et un compound TPE Dryflex, Mediprene ou Lifoflex.

  1. Température du mélange élevée.
  2. Pression au nez de l’extrudeuse la plus élevée possible.
  3. Pré-séchage des matières hygroscopiques (absorbant l’humidité).

De plus amples détails concernant le surmoulage et la co-extrusion sont disponibles en téléchargeant le Guide de mise en œuvre des TPE pour l’Adhésion