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Préparation des Matières Plastiques
Nombreuses sont les matières plastiques de moulage qui absorbent l’humidité atmosphérique, c’est à dire qu’elles ont tendance à fixer l’eau contenue dans l’air ambiant. Ces plastiques sont qualifiés d’hygroscopiques ou hydrophiles. L'étuvage des matières plastiques est une solution trés utilisée en industrie pour obtenir une bonne qualité de produits.
Lors de la mise en œuvre, l’eau ainsi absorbée ou fixée risque de conduire à une détérioration de la matière par suite des fortes températures régnant au cours de la fusion. Il en résulte alors une formation de bulle et des défauts d’aspect (givrures, stries superficielles ….) et, éventuellement, une dégradation des caractéristiques mécaniques (fragilisation de la pièce).
C’est pourquoi, il est important d’éliminer les teneures excessives en humidité avant la mise en œuvre ou tout au moins en cours de plastification, pour garantir la qualité et l’uniformité des pièces moulées.
Quelles sont les causes de l’absorption de l’humidité des plastiques
Certaines matières sont livrées dans des emballages perméables à l’humidité, donc les granulés peuvent en prendre une certaine quantité au cours du transport et du stockage.
D’autres peuvent en prendre l’humidité, accidentellement, suite à un emballage laissé ouvert ou un contact direct avec une source d’eau (pluies….).
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Séchage ou Étuvage des matières plastiques avant transformation
Principe de séchage ou de l'étuvage des matières plastiques
- Pour sécher la matière, on place celle-ci dans une étuve à température et pendant une durée bien définie.
- Plus l’air est chaud, plus il peut contenir de l’eau sous forme de vapeur.
- A une température donnée, l’air ne peut contenir qu’une certaine quantité d’eau sous forme de vapeur.
- En faisant passer un flux d’air chaud sur la matière, l’eau va passer de la matière dans l’air sous forme de vapeur tant que l’air n’est pas saturé en vapeur d’eau.
Quelles sont les méthodes de l'étuvage des matières plastiques
Il existe que trois méthodes réellement utilisées en pratique pour le séchage des matières hygroscopiques. Ce sont les suivantes :
1. chauffage au point d’ébullition de l’eau.
On chauffe la matière plastique à une température supérieure au point d’ébullition de l’eau.
L’emploi de cette méthode n’est pas recommandé par exemple pour le séchage du polyamide parce que l’air chaud au contact de la matière provoque le jaunissement de cette dernière.
2. Chauffage et créaton de vide
ça concsiste au chauffage de la matière à une température supérieure au point d’ébullition de l’eau, mais, au lieu de procéder à un balayage à l’air sec, on élimine l’humidité par la création d’un vide. C’est une méthode de séchage rapide qui ne provoque pratiquement aucun jaunissement de la matière, parce qu’en raison du vide, la matière ne se trouve pas en contact avec l’air chaud.
Malheureusement, le matériel destiné à établir le vide est au moins 50% plus coûteux que le dessiccateur à air chaud. C’est pourquoi, sauf si la teinte de la matière présente une importance capitale, la dépense supplémentaire due à l’équipement pour réaliser le vide, n’est généralement pas justifié.
3. Chauffage et ballayage à l’air extrêmement sec
Le chauffage ou l'étuvage de la matière plastique à une température plus basse et évacuation de l’humidité qui se dégage par balayage avec de l’air extrêmement sec.
Les étuves les plus courantes prélèvent l’air de la pièce ou elles se trouvent, le chauffent et le font passer sur la matière. Si la pièce est humide, le temps de séjour de la matière dans l’étuve devra être plus long.
Des systèmes plus élaborés dessèchent l’air avant de la faire passer sur la matière, d’où plus d’efficacité.
Il convient de noter qu’une étuve à l’air chaud sans dessiccateur ne peut servir à sécher le polyamide.
C’est ainsi que fonctionnent les étuves de dessiccation. Les dessiccateurs de trémie fonctionnent selon le même principe, mais la matière ne séjourne dans la trémie d’alimentation que pendant un temps bref. C’est pourquoi les dessiccateurs de trémie montés sur la presse ne doivent servir qu’à maintenir la matière dans un état de sécheresse (siccité) satisfaisante et non pas à la sécher. L’air utilisé doit être parfaitement sec.
Précautions à prendre
Stockage
Un stockage au sec a pour effet de limiter l’absorption d’humidité et permet de réduire la durée de séchage dans le cas des granulés conditionnés en emballages non étanches.
Lorsque des emballages ont été stockés à des températures très basses, il faut, avant de les ouvrir, les laisser reprendre la température ambiante des ateliers, afin d’éviter une condensation de l’humidité atmosphérique sur la surface des granulés. Cela vaut surtout pour les produits conditionnés en emballages étanches.
Séchage
Le séchage est une opération coûteuse en énergie. Des précautions simples permettant de faire des économies :
Stocker les sacs de matière dans un local sec et bien ventilé
Refermer les sacs entamés
Disposer le sécheur dans un local sec et bien ventilé
Vérifier régulièrement l’état des filtres à air
La matière doit être transformée aussi que possible après séchage : éviter de sécher trop de matière à la fois
Le séchage est source de pollution de la matière : veiller à ce que le sécheur soit propre avant d’y introduire la matière.
Quelle est la reprise d’humidité ?
Sur la fiche matière, on trouvera souvent la reprise d’humidité.
C’est le pourcentage en poids d’eau fixé par le polymère à température ambiante
Exemple : Reprise d’humidité du PA 6 : 1,6%
On aura 1,6g d’eau contenus dans 100g de PA6 stocké à température ambiante (20°C). C’est cette quantité d’eau qu’il faut éliminer par séchage avant transformation.
Matière | Reprise d’humidité | Etuvage |
PS | 0,05% | 1h à 50°C |
SB | 0,01% | 1h à 75°C |
SAN | 0,2 à 0,3% | 4h à 80°C |
ABS | 0,4% | 3h à 80°C |
PE | 0,01% | Pas d’étuvage |
PP | 0,01% | Pas d’étuvage |
PPE | 0,01% | Pas d’étuvage |
PVC rigide | 0,2% | 2h à 80°C |
PVC souple | Variable | 2h à 70°C |
CA | 2 à 4 % | 2h à 80°C |
PMMA | 0,2 à 0,8% | 4h à 80°C |
PA 6 | 1,6% | 4h à 90°C |
PA 66 | 2,5% | 4h à 90°C |
PA 66 fv | 0,8% | 4h à 90°C |
PA11 | 0,4% | 4h à 90°C |
POM | 0,2% | 4h à 110°C |
PC | 0,1 à 0,3% | 4h à 120°C |
PETP | 0,2% | 2h à 140°C |
Quelles est la teneur maximale admissible en humidité pour la mise en œuvre par fusion des thermoplastiques ?
Matière | Teneur en humidité admissible en % en poids |
PC | 0,1 à 0,2 |
ABS | 0,1 à 0,2 |
CAB | 0,2 |
PC | 0,015 à 0,02 |
ABS | 0,02 |
PBT | ≤ 0,05 |
PETP | ≤ 0,05 |
PA6 | 0,1 |
PA66 | 0,1 |
PA11 | 0,1 |
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