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Polyimide

PI

Sommaire de la fiche

Édition : mars 2024

Caractéristiques [1-2-9-11]

Propriétés physico-chimiques

  • Température de fusion

    Aucune °C
Solubilité

Les polyimides sont peu solubles dans les solvants. Les prépolymères peuvent être mis en solution dans les solvants polaires.

Stabilité

Ces polymères sont caractérisés par leur résistance à la chaleur : ils résistent à 250°C en continu avec des pics à 480°C. Ils résistent également aux radiations et aux attaques chimiques (excepté les acides inorganiques concentrés, les bases et les agents oxydants). Leurs propriétés mécaniques sont excellentes, ils résistent au frottement, à l’usure, au choc, ils ont un fluage réduit à haute température et gardent leur tenue mécanique sur une importante plage de température (-100°C à 200°C).

Additifs

  • Charges :
    • Fibres de verre
    • Graphites
    • Polytétrafluoroéthylène en poudre
    • Oxydes métalliques
    • Fibres de carbone

Mise en œuvre

Utilisation des polymères

Historiquement, les PI sont utilisés dans l'aéronautique et l'aérospatiale comme pièces mécaniques ou isolants grâce à leur bonne tenue en température. Leur résistance à l'usure est valorisée dans les pièces des moteurs de voiture ou l'éclairage automobile. Compte-tenu de leurs propriétés diélectriques, ils sont utilisés comme supports de circuits imprimés. Les fibres sont employées dans la confection de vêtements de protection et pour des applications de filtration à haute température. 

Solvants intervenant dans les procédés

Les polyimides sont mis en solution dans des mélanges de solvant polaire et de diluant benzénique, tel que le mélange N-méthylpyrrodilone-xylène, pour l'obtention des vernis d'émaillage.

Procédés mis en oeuvre
Procédé Gamme de température (°C) Informations complémentaires
Collage Le polyimide peut être collé par des résines phénoliques ou époxy par exemple.
Emaillage Ce sont généralement des solutions de polymère à 25% environ dans des mélanges de solvants. Elles peuvent être utilisées pour l’émaillage direct ou le surcouchage. L’émail obtenu a une bonne résistance à l’abrasion, aux hydrocarbures fluorés et une bonne tenue aux surcharges thermiques.
Usinage Grâce à sa rigidité le polyimide est facilement usinable.
Imprégnation 170-250 Ce sont des prépolymères thermodurcissables en solution dans des solvants polaires qui servent à l’imprégnation de substances fibreuses.
On opère en continu par trempe dans la résine fondue ou dans une solution à 50% de résine. L’imprégnation des fibres est également utilisée dans l’enroulement filamentaire. Les pré-imprégnés à base de tissus de verre permettent la réalisation de stratifiés plans ou tubulaires et l’obtention de circuits imprimés multicouches. Ils sont cuits à 170°C et recuits à 250°C. Pour le transport et la manutention ils sont protégés par deux films de polyéthylène.
Frittage 180 à 250 Ce procédé est réalisé à 100 mPa et est suivi d'une cuisson entre 180 et 250°C pendant 12h.
Moulage 190 à 260 Le moulage se fait à partir de poudres ou de granulés constitués de résines associées à des charges. Les résines utilisées sont des pré-polymères thermodurcissables possédant un point de ramollissement allant de 70 à 200°C en général.
Le procédé de moulage par compression peut se faire à 20 mPa et entre 250 et 260°C.
Le procédé de moulage par transfert s'effectue vers 190°C et de 20 à 60 mPa.
Injection 200 à 250 Les PI sont renforcés en fibres courtes (3mm) à hauteur de 40%. La pression d'injection est de 50 à 150 mPa à 110°C, pour une température de moule de 220°C. Les pièces sont recuites à 200-250°C pendant 8h.
Stratification 200-250 Le moulage des stratifiés peut s’effectuer par cuisson sous presse ou moulage à sec. On fait suivre le moulage d’un recuit à 200-250 °C. Les produits ainsi obtenus ont une meilleure tenue mécanique à 250°C que l’aluminium.