POLYFLUORÉTHÈNES
POLYFLUORURE DE VINYLIDÈNE Abréviation normalisée : PVDF
Noms commerciaux
DYFLOR 2000 KYNAR
FORAFLON SOLEF
I. – CARACTÉRISTIQUES
Le polyfl uorure de vinylidène a pour formule générale :
Il est obtenu par polymérisation du fl uorure de vinylidène.
C’est un produit récent, encore au stade du développement. Ses propriétés essentielles sont une excellente tenue aux agents chimiques
(acides et bases minérales, hydrocarbures aliphatiques et aromatiques, alcools, solvants halogénés), une très bonne résistance au vieillissement et de bonnes propriétés mécaniques.
Aucun adjuvant n’est nécessaire pour assurer au PVDF sa résistance aux rayonnements ultraviolets et sa stabilité thermique.
L’addition de pigments et de charges doit être menée avec prudence, car il se produit parfois des interactions chimiques violentes entre la résine et les adjuvants mal choisis, provoquant pendant la mise en œuvre un dégagement d’acide fl uorhydrique ou d’autres composés fl uorés (voir § dégradation thermique).
1. – Charges.
Elles ne sont utilisées que dans des cas particuliers. Certaines sont incompatibles avec la résine ou provoquent une réduction de ses propriétés : dioxyde de titane, fi bres de verre, silice.
Parmi les charges compatibles, citons l’oxyde et le sulfure de zinc.
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2. – Pigments.
La gamme de pigments (essentiellement des complexes minéraux) pouvant être utilisés sans incompatibilité avec le PVDF est, dès à présent, très étendue.
Ils sont souvent fournis par le fabricant de la résine sous forme de mélange-maître prêt à l’emploi.
II. – MISE EN ŒUVRE
[12]
Le polyfl uorure de vinylidène peut être facilement mis en œuvre avec les techniques habituelles des thermoplastiques, entre 180 °C (température de fusion du PVDF) et 275 °C. Il convient toutefois de veiller à la grande propreté du matériel utilisé, car toute contamination du PVDF risque d’abaisser la qualité des pièces obtenues et la sécurité des conditions de mise en œuvre.
1. – Moulage par injection.
Les températures sont de l’ordre de 200-275 °C.
Après refroidissement à l’eau, le retrait peut atteindre 3 %. Un recuit entre 140 et 160 °C est nécessaire.
2. – Moulage par extrusion à partir de granulés.
Les températures sont de l’ordre de 220-275 °C.
3.
–
Moulage par compression.
Il s’effectue de préférence à partir d’un crêpe obtenu en travaillant les granulés sur un malaxeur vers 185-200 °C. Le crêpe, placé ensuite dans un moule chauffé à 185-200 °C, est mis sous pression pendant cinq minutes environ. Le refroidissement est réalisé sous pression lentement.
Le moulage par compression est possible aussi à partir des granulés, dans ce cas un recuit entre 140-160 °C est recommandé.
4.
–
Filage et étirage.
Le PVDF fondu entre 220 et 260 °C se prête bien à la fabrication de monofi laments orientés ou non orientés.
Les solutions de PVDF dans le diméthylformamide permettent la fi lature de fi bres.
5. – Extrusion-souffl age.
Elle est utilisée pour réaliser des corps creux servant à l’emballage
à cause de leur inertie chimique, de leur imperméabilité aux gaz et de leur résistance aux chocs.
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6. – Extrusion-gonfl age.
Elle permet de réaliser des fi lms non orientés, d’épaisseur de 10 à 50 microns, des feuilles et des plaques.
Ces fi lms ont fortement tendance à se charger en électricité statique. Il faut donc prendre les précautions d’usage [65].
— Recouvrement.
La surface métallique à revêtir subit d’abord un prétraitement adéquat puis est chauffée entre 200 et 250 °C.
Le recouvrement se fait :
— soit par pulvérisation de poudre de PVDF à l’aide d’un pistolet
électrostatique ;
— soit par immersion dans un lit fl uide de PVDF en suspension, dans une cuve de fl uidisation alimentée en air sec ou en gaz inerte.
(Avec ces deux méthodes, la pièce obtenue est recuite quelques minutes
à 225-250 °C puis trempée à l’eau froide ou tiède.)
— soit par projection à la fl amme, à l’aide d’un pistolet chalumeau, à combustion de propane dans l’oxygène. La surface à revêtir est pré- traitée par sablage à gros grains et dégraissage au trichloréthylène en phase vapeur, puis est préchauffée à l’aide de la fl amme nue. Ensuite, la poudre est amenée autour de la fl amme puis projetée entre 250-350 °C sur le subjectile.
Un revêtement correct de 500 à 700 microns d’épaisseur peut être ainsi obtenu pour des applications sur des chantiers dans lesquelles on ne peut pas introduire la pièce dans un four.
III. – RISQUES*
1. – Résine et adjuvants.
Le polyfl uorure de vinylidène est ininfl ammable. La résine ne présente pas de risque particulier à température ordinaire si ce n’est le risque habituel dû aux poussières inertes lorsqu’elle est manipulée à l’état pulvérulent.
Peu d’adjuvants lui sont généralement ajoutés mais il convient de signaler les dangers de l’incorporation imprudente de certaines charges ou pigments incompatibles avec la résine qui abaissent fortement la température de début de dégradation du produit et peuvent, dans certains cas, conduire à une décomposition explosive.
également le tableau en fi n de volume.
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2. – Dégradation thermique. a) Aux températures de mise en œuvre (jusqu’à 350 °C) [5], [7].
Le polyfl uorure de vinylidène commence à se décomposer vers 300 °C.
À cette température, la dégradation est encore limitée. Elle devient plus importante au-delà de 330 °C et libère des composés fl uorés toxiques, en particulier de l’acide fl uorhydrique.
Certaines opérations de transformation sont plus spécialement dangereuses à ce sujet :
— le moulage et le recouvrement par projection à la fl amme mettent en jeu des températures pouvant atteindre, accidentellement ou non, 350 °C ;
— l’usinage, en plus des surchauffes locales, et le poudrage dispersent dans l’atmosphère des poussières de polymère qui peuvent être soumises accidentellement à l’action de la chaleur (cigarette allumée par exemple) ;
— le nettoyage de l’équipement est parfois effectué par pyrolyse du polymère au chalumeau ; ce procédé doit être exclu.
b) En cas de pyrolyse ou d’incendie, le polyfl uorure de vinylidène ne s’enfl amme pas. Il fond et se décompose en libérant divers produits [6], [111] :
— des composés fl uorés dangereux ;
— de l’acide fl uorhydrique, irritant et hautement toxique dont l’inhalation peut provoquer un œdème aigu du poumon ;
— de l’anhydride carbonique et de l’oxyde de carbone toxique.
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