Propriétés thermiques, mécaniques, électriques et chimiques
Propriétés du polysulfure de phénylène
Le plastique PPS présente une stabilité thermique élevée, ce qui permet au matériau de conserver la majorité de ses autres qualités intéressantes sur une large plage de températures.
Sauf indication contraire, les spécifications techniques suivantes sont basées sur des tests effectués sur le Techtron™ 1000 PPS, un grade standard non chargé de demi-produits en polysulfure de phénylène de Mitsubishi Chemical Group.
Température de fléchissement sous charge du PPS
La température de fléchissement sous charge est la température à laquelle une éprouvette de plastique se déforme sous la charge. Avec une charge de 1,8 MPa (264 PSI), le polysulfure de phénylène ne se déforme pas en dessous de 115 °C, conformément à la norme ISO 75-1/2, ou 250 °F, conformément à la norme ASTM D648.
Température de service maximale autorisée du PPS
Les pièces en polysulfure de phénylène peuvent résister à une température de service continu de 220 °C ou 425 °F (20 000 heures dans l’air).
Point de fusion du PPS
Le PPS a une température de fusion de 280 °C, conformément à la norme ISO 11357-1/-3, ou de 540 °F, conformément à la norme ASTM D3418.
Conductivité thermique du PPS
La conductivité thermique est une mesure de la capacité d’un plastique à transférer la chaleur par conduction. Les plastiques PPS présentent une conductivité thermique plus élevée que les matériaux PEEK, mais plus faible que les matériaux PE et PTFE.
À 23 °C / 73 °F, le PPS présente les valeurs de conductivité thermique suivantes :
ISO - 0,3 W/(K.m)
ASTM - 2 BTU in./(hr.ft².°F)
Propriétés d’inflammabilité et de résistance au feu du PPS
Le polysulfure de phénylène est un matériau ignifuge par nature pouvant répondre à la norme d’inflammabilité UL 94 V-0 sans additifs ni charges supplémentaires. Selon la norme ISO 4589-1/2, le PPS non chargé a un indice d’oxygène de 44 %.
Coefficient de dilatation thermique linéaire du PPS
Le coefficient de dilatation thermique linéaire (CLTE, Coefficient of Linear Thermal Expansion) permet de déterminer le taux de dilatation d’un matériau en fonction de la température.
En règle générale, le PPS affiche un CLTE inférieur à celui d’autres plastiques techniques, comme le PET et le POM. Cette caractéristique fait du PPS une excellente alternative économique aux matériaux plus coûteux comme le PEEK et le PAI dans les applications nécessitant une grande stabilité dimensionnelle à des températures modérées à élevées.
Propriétés de résistance au fluage du PPS
Les tests de comportement au fluage sont effectués pour prédire la vitesse à laquelle un matériau se déforme lorsqu’il subit une contrainte mécanique constante dans une plage de températures donnée.
Le graphique ci-dessous montre qu’il faut plus de contraintes pour déformer le Techtron‌ HPV PPS que les autres plastiques techniques courants, lorsqu’il est exposé de nombreuses heures à des températures élevées. En termes de résistance au fluage, seuls les matériaux PAI et PEEK sont plus performants que le PPS, mais ils sont généralement proposés à un prix beaucoup plus élevé.
Plastique présentant une excellente stabilité dimensionnelle et une grande résistance mécanique, le polysulfure de phénylène présente des propriétés mécaniques idéales pour les applications porteuses et les pièces complexes nécessitant un usinage lourd.
Sauf indication contraire, les spécifications techniques suivantes sont basées sur des tests effectués sur le Techtron™ 1000 PPS, un grade standard non chargé de demi-produits en sulfure de polyphénylène de Mitsubishi Chemical Group.
Densité du PPS
Le PPS non chargé présente une densité d’environ 1,35 g/cm³. Les grades de PPS renforcé ont généralement une densité plus élevée pouvant atteindre 1,66 g/cm³ dans le cas d’un PPS renforcé de 40 % de fibres de verre.
Résistance à la traction du PPS
Comparés à d’autres plastiques techniques dans la même catégorie de prix, les plastiques PPS présentent une résistance à la traction élevée. Cela signifie donc que ce matériau peut résister à des contraintes élevées avant rupture. Le Techtron™ 1000 PPS présente les valeurs de résistance à la traction, de déformation et d’élasticité suivantes, conformément aux normes ISO 527-1/-2 et ASTM D638 :
Test de la résistance à la traction du PPS
ISO 427-1/-2
ASTM D638
Résistance à la traction
102 MPa
13 500 PSI
Résistance en traction à la limite d’élasticité
12 %
3,6 %
Résistance en traction à la rupture
12 %
20 %
Module d’élasticité en traction
4 000 MPa
500 KSI
Résistance à la compression du PPS
Les demi-produits en polysulfure de phénylène présentent une résistance à la compression d’environ 21 500 PSI conformément à la norme ASTM D695.
Dureté et résistance aux chocs du PPS
Le plastique PPS présente une dureté et une résistance aux chocs satisfaisantes.
Dureté Rockwell M (ISO 2039-2) : 100
Dureté Rockwell M (ASTM D785) : 95
Dureté Rockwell R (ASTM 2240) : 125
Résistance aux chocs Charpy (non entaillé, ISO 179-1/1eU) - pas de rupture
Résistance aux chocs Charpy (entaillé, ISO 179-1/1EA) - 2,0 kJ/m²
Résistance aux chocs Izod (entaillé, ASTM D256) - 0,60 ft.lb./po
Module d’élasticité en flexion et résistance à la flexion du PPS
Avec un module d’élasticité en flexion et une résistance à la flexion élevés, les plastiques PPS sont une bonne solution dans les applications structurelles où la rigidité et les capacités de charge sont essentielles.
Test de résistance à la flexion du PPS
ISO 178
ASTM D790
Résistance à la flexion
155 MPa
21 000 PSI
Module d’élasticité en flexion
-
575 KSI
Le polysulfure de phénylène est un excellent matériau pour les applications nécessitant des propriétés d’isolation électrique. Le PPS possède une structure moléculaire non polaire et semi-cristalline qui inhibe le mouvement des électrons. Ainsi, le plastique PPS présente une rigidité diélectrique élevée, ce qui en fait un piètre conducteur d’électricité.
Sauf indication contraire, les propriétés électriques suivantes du PPS sont basées sur des tests effectués sur le Techtron™ 1000 PPS, un grade standard non chargé de demi-produits en polysulfure de phénylène du Groupe Mitsubishi Chemical.
Rigidité diélectrique du PPS
La rigidité diélectrique est une mesure de la capacité d’un matériau à résister à une contrainte électrique sans subir de claquage. Cette propriété est un facteur clé pour déterminer le niveau d’isolation électrique d’un matériau.
Le PPS non chargé a une rigidité diélectrique d’environ 18 KV/mm conformément à la norme CEI 60243-1 ou 540 V/mil selon la norme ASTM D149.
Résistivité électrique du PPS
La résistivité décrit la capacité d’un matériau à résister au flux de courants électriques traversant sa surface et son volume. Le polysulfure de phénylène présente une résistivité élevée par rapport aux autres plastiques techniques courants, ce qui en fait un matériau idéal pour les applications nécessitant une isolation fiable.
Le PPS non chargé présente une résistivité de surface de 10E12 ohm/carré conformément à la norme ANSI/ESD STM 11.11 et une résistivité transversale de 10E13 ohm/cm conformément à la norme CEI 62631-2-1.
Grâce à un faible taux d’absorption d’humidité, le polysulfure de phénylène présente l’une des compatibilités chimiques les plus importantes de tous les matériaux techniques, en particulier dans sa gamme de prix. Le PPS est une excellente solution pour les applications où les types de produits chimiques suivants sont présents :
Acides et bases forts - p. ex. acide sulfurique, acide chlorhydrique, hydroxyde de sodium, hydroxyde de potassium
Solvants organiques - p. ex. alcools, cétones, esters, hydrocarbures aromatiques
Agents oxydants - p. ex. peroxyde d’hydrogène, chlore
Hydrocarbures - p. ex. carburants, huiles, lubrifiants
Halogènes - p. ex. stérilisation/nettoyage en place, désinfectants, eau de Javel
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EXEMPLES DE COMPOSANTS EN PPS
Applications du PPS
Avec son prix modéré, ses excellentes performances et son usinabilité, le polysulfure de phénylène est un excellent choix pour les applications exigeantes dans divers secteurs.
Automobile et aérospatiale - Composants de moteur, connecteurs, boîtiers, rondelles de butée
Électronique - Isolants, circuits imprimés, connecteurs
Traitement chimique - Vannes, pompes, raccords
Équipements industriels - engrenages , pièces de frottement, composants résistants à l’usure
Pétrole et gaz - Équipement fond de puits, joints, connecteurs
Composants électriques - Isolants, bobines, composants de commutateur
Industrie textile - Pièces pour les équipements de teinture et d’impression
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Stabilité dimensionnelle des plastiques techniques
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