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Assemblage et collage du plastique : Trouvez la bonne solution pour votre défi

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Applications courantes des adhésifs pour plastiques

L'assemblage intéresse de nombreux secteurs, notamment l'ingénierie automobile, la transformation de plastiques, la construction, l'ingénierie mécanique, l'emballage, la technologie médicale et les secteurs de consommation. Dans ces milieux, le collage remplace non seulement le soudage, le rivetage, le vissage et le brasage, mais permet également de nouvelles combinaisons de matériaux. Il s'avère particulièrement utile lorsque les vis et les rivets affaiblissent le composite de fibres ou lorsque les opérations de soudage et de brasage échauffent trop le matériau.

Il est également possible d'utiliser des techniques adhésives pour intégrer au composant des propriétés qui vont au-delà de l'assemblage lui-même, telles que la résistance d'isolation à des potentiels électriques, l'étanchéité aux gaz et aux liquides, l'amortissement des vibrations, la protection contre la corrosion et la compensation des différentes dynamiques des pièces assemblées.

  • Fixation de pièces en plastique

    Les pièces en plastique sont souvent fixées à l'aide d'adhésifs pour éviter qu'elles ne glissent lors d'un traitement ultérieur. Les adhésifs à base d'acrylate adhèrent particulièrement bien sur de nombreux plastiques. Les acrylates ont l'avantage de durcir rapidement sous l'effet de la lumière UV.

  • Collage de boîtiers en plastique et de pièces moulées

    Une application courante est l'assemblage de feuilles de plastique avec des joints bout à bout ou des bords biseautés. Avec des adhésifs spéciaux, il est également possible d'assembler des bords découpés au laser sans créer de fissuration sous contrainte. En revanche, l'assemblage de feuilles de plastique de grande taille ne peut être obtenu qu'avec des adhésifs très souples et élastiques. Bon nombre de ces adhésifs sont très transparents. Cela rend la ligne d'assemblage quasiment invisible. Les bords à bosse ou les onglets semblent ainsi être faits d'un seul tenant et l'observateur n'est plus capable de distinguer l'assemblage.

  • Injection de composants en plastique

    De nombreuses applications impliquent la fabrication et l'assemblage de composants en plastique individuels. Selon l'application, différents adhésifs et composés d'injection sont disponibles. Les acrylates ont un effet égalisateur de tension et protègent contre les chocs et les vibrations. Les composés d'injection solides renforcent les composants et ont un effet porteur de charge.

  • Assemblage de GFK/CFK

    Avec les plastiques renforcés de fibres, le collage est souvent la seule méthode de liaison possible, car les processus mécaniques peuvent détruire les fibres à certains endroits. Utilisés conjointement avec d'autres matériaux, les adhésifs compensent bien les différents coefficients de dilatation. C'est un facteur majeur, en particulier dans la construction de véhicules. Des agents de démoulage sont généralement utilisés dans la production de moulages renforcés de fibres. Ceux-ci doivent être soigneusement retirés avant l'assemblage.


Science des matériaux plastiques

Les propriétés des adhésifs dépendent des différents types de plastiques sur lesquels on les utilise. Ceux-là se divisent en trois groupes :

Thermoplastiques

  • Polyéthylène (PE)

    Le PE (polyéthylène) est le thermoplastique le plus utilisé au monde. Le PE est utilisé dans la fabrication de sacs en plastique, de caisses de bières, de tubes, de seaux, de bouteilles, de films étirables et de joints. Le PE n'a pas de goût ni d'odeur et est physiologiquement inoffensif et résistant aux acides, alcalis, solutions salines, graisses et huiles. Les films plastiques sont généralement faits en polyéthylène haute pression plus souple, tandis que la vaisselle est faite en polyéthylène basse pression plus dur, avec une température de fusion comprise entre 125 et 130 °C.

    Appellations commerciales : Hostalen, Dyneema, Spectra, etc.

  • Polypropylène (PP)

    Le PP (polypropylène) est le deuxième matériau thermoplastique le plus couramment utilisé. Il sert par exemple dans la fabrication d'emballages alimentaires, de textiles de maison, de raccords et de tuyaux, de boîtiers techniques, de casques et de produits médicaux. Plus d'un tiers des fibres synthétiques sont en PP. Le polypropylène a des propriétés plus favorables que le polyéthylène, il est plus rigide et a une température de fusion plus élevée (environ 165 °C). Cela permet de l'utiliser dans une plus grande gamme d'applications.

  • Polychlorure de vinyle (PVC)

    Le PVC (polychlorure de vinyle) est un plastique contenant des halogènes, utilisé dans la fabrication de tuyaux d'évacuation, de gaines de câbles, de tuyaux, de revêtements de sol, de profilés de fenêtre, etc. Une distinction est faite entre le PVC dur et le PVC souple. Afin d'obtenir des propriétés d'utilisation favorables, le PVC, contrairement à d'autres polymères, requiert l'ajout de nombreux additifs tels que des stabilisants, des lubrifiants, des plastifiants et autres.

    Appellations commerciales : Hostalit, Vinnol, plus familièrement : cuir artificiel

  • Polyamides (PA)

    Les PA (polyamides) sont très résistants, notamment aux chocs, à l'abrasion et à l'usure. Leurs propriétés de glissement en font un matériau de construction favorisé dans l'ingénierie mécanique ou la construction de véhicules pour la fabrication de paliers lisses, d'engrenages, de goujons, de vis, d'écrous ou de boîtiers. Ils sont insensibles aux carburants et lubrifiants à des températures jusqu'à 150 °C. Une grande partie des polyamides sont filés sous forme de fibres synthétiques. Les fibres ont une résistance à la traction élevée et sont utilisées pour la fabrication de textiles, de cordes d'escalade, de parachutes et d'aussières, entre autres.

    Appellations commerciales : Perlon, Nylon, Dralon, etc.

  • Polystyrène (PS)

    Le PS (polystyrène) est principalement produit sous forme de thermoplastique amorphe. Il absorbe peu l'humidité, a de très bonnes propriétés électriques et se traite facilement. Ses inconvénients sont sa tendance à la fissuration sous contrainte, sa faible résistance à la chaleur, son inflammabilité et sa sensibilité aux solvants organiques. On obtient une mousse de polystyrène en intégrant du dioxyde de carbone pendant la polymérisation. Les domaines d'application sont les matériaux d'isolation thermique et périphérique, l'isolation acoustique, les emballages, les boîtiers d'isolation, les couvercles de CD, l'isolation de câbles électriques et le matériel pour interrupteurs.

    Appellations commerciales : Styropor, Styroform et autres

  • Polyéthylène téréphtalate (PET)

    Le PET (polyéthylène téréphtalate) est connu comme substitut du verre dans les bouteilles de boissons, dans les fibres de garnissage et comme fibres pour les vêtements. En ingénierie électrique, les films en PET sont utilisés comme matériau de support pour les bandes magnétiques. Le PET a une rigidité et une dureté élevées. Il résiste bien à l'abrasion, aux acides dilués, aux huiles, aux graisses et aux alcools. Il est toutefois sensible à la vapeur chaude.

  • Polyméthacrylate de méthyle (PMMA)

    Le PMMA (polyméthacrylate de méthyle) a des chaînes polymères entrelacées. Il est très résistant aux intempéries et peut être utilisé comme substitut au verre. De nombreux optiques et verres de lunettes, vitrages, lampes et pièces sanitaires sont fabriqués en PMMA. Il est indispensable en médecine dentaire, où il est utilisé pour fabriquer des prothèses. Pour cette application, le plastique est teint avec des sels métalliques pour obtenir cette couleur rose typique des prothèses dentaires. Mais les applications sont multiples. Il peut par exemple être utilisé pour la fabrication de béton polymère, vitrages, optiques, fibres optiques, baignoires, protège-lampe et adhésifs.

    Appellations commerciales : verre acrylique, plexiglas

  • Copolymère acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS)

    L'ABS (copolymère acrylonitrile-butadiène-styrène) est aujourd'hui un plastique de tous les jours largement utilisé pour sa dureté de surface, sa haute résistance aux chocs et sa bonne résistance aux intempéries, au vieillissement et aux produits chimiques : Il est notamment utilisé dans la fabrication de tuyaux sanitaires ou de boîtiers d'appareils électroménagers et électriques, de jouets, d'assiettes et de films.

    Appellations commerciales : Cycolac, Novodur, etc., plus familièrement : produits de styrène

  • Copolymère styrène-acrylonitrile (SAN)

    Le SAN (copolymère styrène-acrylonitrile) est un copolymère transparent de deux plastiques transparents : il est formé par la copolymérisation de monomères styrène (environ 70 %) et SAN acrylonitrile (environ 30 %). Ce polymère thermoplastique haute performance est souvent utilisé comme matériau pour les vitrages industriels ou de serres et les cabines de douche, en raison de sa résistance aux intempéries, de sa rigidité, de sa robustesse et de sa résistance contre les rayures.

  • Poly(tétrafluoroéthylène) (PTFE)

    Le PTFE (polytétrafluoroéthylène) a une forte inertie chimique, une constante diélectrique élevée, un effet ignifuge, une résistance thermique jusqu'à 260 °C, un coefficient de friction extrêmement bas, des propriétés antiadhésives et une résistance élevée aux intempéries. Techniquement, le PTFE est utilisé pour la fabrication de roulements et de joints dans l'aéronautique et l'ingénierie mécanique, de gaines de câbles dans les télécommunications, de revêtements d'ustensiles de cuisine, et comme agent de protection anti-incendie dans les véhicules et les bâtiments.

    Appellations commerciales : Gore-Tex, Dyneon

  • Polyoxyméthylène (POM)

    Le POM (polyoxyméthylène) est l'un des thermoplastiques les plus utilisés dans le monde. Il est apprécié pour sa résistance aux chocs, sa solidité, sa dureté et sa rigidité élevées. En raison de son faible coefficient de friction, de sa résistance élevée à la déformation thermique et de son excellent comportement face au glissement et à l'abrasion, il est souvent utilisé comme plastique technique, pour la fabrication de pièces de précision comme les engrenages, tiges, engrenages de commutation, etc. L'élasticité de récupération élevée du polyoxyméthylène rend ce plastique utile pour des applications dans le domaine des connexions par encliquetage.

    Les thermoplastiques POM sont résistants aux alcalis ou acides dilués (pH>4) ainsi qu'aux alcools, huiles et hydrocarbures halogénés, aromatiques et aliphatiques.

  • Polycarbonate (PC)

    Le PC (polycarbonate) est un polyester d'acide carbonique. Ce matériau thermoplastique transparent se caractérise avant tout par ses propriétés optiques similaires au verre, malgré un poids moindre que celui le verre. Ce matériau est donc souvent utilisé à des fins de construction légère, comme la fabrication de toits panoramiques ou de couvertures transparentes pour les bâtiments.


Duroplastiques

Les thermodurcissables sont des plastiques étroitement interconnectés pendant leur traitement. Cette réticulation s'effectue chimiquement entre les molécules des matières premières. Ce processus n'est pas réversible. Une fois qu'un tel matériau est réticulé, il ne peut plus être traité que mécaniquement. Les duroplastiques sont généralement durs et cassants.

  • Aminoplastes (UF)

    Les UF (aminoplastes) sont des thermodurcissables. Ils sont durs et cassants et se décomposent lorsqu'ils sont chauffés. Les résines de mélamine, les résines de mélamine-phénol et les résines d'urée sont des matériaux de moulage thermodurcissables, réticulés étroitement dans l'espace. Les points de réticulation sont des liaisons chimiques. Les thermodurcissables ont donc une résistance, une élasticité, une dureté et une stabilité thermique plus élevées, par rapport aux thermoplastiques. En mélangeant différentes résines, on crée des matériaux multicomposants, utilisés dans la production de meubles, de prises de courant, d'appareils électroménagers et de vaisselle incassable.

  • Phénoplastes (PF)

    Les PF (phénoplastes) sont des matériaux de moulage thermodurcissables, réticulés étroitement dans l'espace. Les phénoplastes sont des polycondensats de phénols (en partie aussi de crésols) et de formaldéhyde. Ils sont peu coûteux et sont utilisés principalement pour des moulages techniques, malgré leur couleur sombre par nature et leur assombrissement.


Élastomères

Les thermodurcissables sont des plastiques étroitement interconnectés pendant leur traitement. Cette réticulation s'effectue chimiquement entre les molécules des matières premières. Ce processus n'est pas réversible. Une fois qu'un tel matériau est réticulé, il ne peut plus être traité que mécaniquement. Les duroplastiques sont généralement durs et cassants.

  • Caoutchouc naturel (NR)

    Le NR (caoutchouc naturel) est constitué de latex sécrété par l'hévéa.

  • Caoutchouc de butadiène-acrylonitrile (NBR)

    Le NBR (caoutchouc de butadiène-acrylonitrile) a une forte résistance aux huiles, aux graisses et aux hydrocarbures, mais aussi à l'abrasion, à la traction et à l'usure. Le NBR se charge à peine électrostatiquement. Il n'y a donc pas de risque de formation d'étincelles, c'est pourquoi on utilise souvent ce matériau pour la fabrication de réservoirs et de tuyaux d'essence. Le NBR est considéré comme physiologiquement inoffensif et est donc également utilisé dans la production d'eau potable et de boissons.

  • Caoutchouc styrène-butadiène (SBR)

    Le SBR (caoutchouc styrène-butadiène) est le caoutchouc synthétique le plus largement utilisé aujourd'hui. Il est utilisé dans la production de pneus, de joints et de bandes de convoyeurs.

  • Caoutchouc butadiène (BR)

    Le BR (caoutchouc butadiène) est le deuxième caoutchouc synthétique le plus courant. Il améliore les propriétés du caoutchouc naturel.

  • Caoutchouc chloroprène (CR)

    Le CR (caoutchouc chloroprène) est un caoutchouc synthétique utilisé, entre autres, dans la construction automobile et la production de vêtements de sport à isolation thermique. Les tuyaux, gaines de câbles, joints et courroies d'entraînement à base de caoutchouc chloroprène sont souvent utilisés dans l'industrie automobile en raison de leurs propriétés avantageuses. Dissous dans des solvants organiques, le polychloroprène, comme la dispersion de polymère elle-même, convient également à divers adhésifs en raison de sa bonne résistance. La consommation mondiale d'adhésifs comprenant du caoutchouc chloroprène est estimée à plus de 300 000 tonnes par an.

    Appellations commerciales : Néoprène

  • Caoutchouc éthylène-propylène-diène (EPDM)

    L'EPDM (caoutchouc éthylène-propylène-diène) est utilisé pour la fabrication de joints d'étanchéité. Contrairement au NBR, l'EPDM présente de très bonnes propriétés d'isolation électrique et une excellente résistance à l'ozone, à la lumière du soleil et au vieillissement.

  • Silicones :

    Les silicones (plus précisément appelés par leur nom chimique poly(organo)siloxanes ou siloxanes) sont des polymères synthétiques dont les atomes de silicium sont reliés par des atomes d'oxygène (Si-O-Si). Ils occupent une position intermédiaire entre les composés organiques et inorganiques. Aujourd'hui, il existe plus de 10 000 types de silicone connus. Les caoutchoucs de silicone sont différenciés selon la température requise pour la réticulation.

    Les caoutchoucs de silicone HTV réticulables à froid sont des matériaux plastiquement déformables utilisés, par exemple, dans la fabrication de gaines de câbles, pour l'isolation électrique ou à des fins d'étanchéité et d'amortissement.

    Les caoutchoucs de silicone rouges et fluides (RTB/HB) ont une haute résistance à la chaleur et une faible élasticité. On les utilise comme matériaux de construction de moules, pour l'injection de moules pour métaux à bas point de fusion qui requiert une dureté élevée.

    À l'inverse, le caoutchouc de silicone réticulé à chaud à faible viscosité (RTV/NV) est moyennement élastique, a une bonne fluidité et une faible viscosité. Il est donc particulièrement adapté à la fabrication de moules d'injection en cire élastique ou en relief, de moules d'injection pour figurines ou panneaux décoratifs, de moules d'injection avec de la résine époxy/de coulée, de ciment, de plâtre ou d'autres matériaux fluides.

    Le caoutchouc de silicone hautement élastique (RTV/HE) est un caoutchouc de silicone relativement fluide avec à la fois une élasticité très élevée et une faible viscosité. Il est particulièrement adapté à la production de formes élastiques en filigrane avec des rayures prononcées. Les domaines d'application sont les moules de coulée en relief ou les moules pour panneaux décoratifs ou éléments muraux très structurés.

  • Mousses :

    En principe, presque tous les plastiques conviennent au moussage : polyuréthane (mousse dure/souple PUR), polypropylène, polyuréthane expansé (EPP), polystyrène expansé (EPS) ou encore polypropylène expansé (EPE). Les propriétés sont déterminées selon la sélection des matières premières. On produit par exemple des mousses rigides fortement réticulées en utilisant des polyols à chaîne courte, mais des mousses souples voire élastiques en utilisant des polyols à chaîne longue.

    La plupart des mousses sont produites par extrusion de mousse : le plastique chauffé se dilate jusqu'à atteindre 20 à 50 fois son volume tout en s'écoulant à travers une buse perforée. Des lames rotatives viennent ensuite découper les brins de mousse en petites particules à cellules fermées d'à peine quelques millimètres, à partir desquelles divers produits seront alors formés.

  • Plastiques renforcés de fibres :

    Les composites renforcés de fibres sont des matériaux mixtes ou multiphases constitués principalement de fibres de renforcement (par exemple : verre, carbone, polymères ou céramiques) et d'une matrice (plastique, résines synthétiques) les entourant. Selon le domaine d'application, différents additifs et charges peuvent être ajoutés. Cela rend les composants faits en matériaux composites plus stables et plus résistants que ceux en matériaux monocomposant, tout en conservant le même poids.

    C'est pourquoi les composites sont souvent utilisés pour les applications de construction légère. Les secteurs aéronautique et automobile, les centrales éoliennes et les réservoirs chimiques sont les principaux domaines d'application des plastiques renforcés de fibres.

    Les fibres de verre GRP sont aussi les types de fibres les plus largement utilisés (plus de 90 % de part de marché) en raison de leur prix relativement bas. Selon l'application, la longueur des fibres de verre de renforcement est généralement comprise entre 10 et 300 µm. Les fibres de plus de 1 mm de long sont déjà considérées comme longues dans le secteur de la transformation de plastiques.


Énergie de surface pour le collage du plastique

En principe, on obtient une bonne adhérence sur des matériaux à haute énergie de surface, tels que l'acier, le verre, la céramique, etc. La condition de base pour une bonne adhérence est un mouillage suffisant de la surface. Pour cela, la tension de surface du substrat doit être supérieure à celle de la colle.

Des liaisons avec certains plastiques à basse énergie, comme les polyoléfines (PP, PE et PTFE) et des partenaires d'assemblage contenant du silicone, sont toutefois essentielles. Les surfaces à haute énergie (polaires) permettent une meilleure adhérence que les surfaces à basse énergie (non polaires).

La mouillabilité d'un plastique peut être évaluée rapidement et facilement en appliquant une simple goutte d'eau sur sa surface. Si la goutte d'eau conserve sa forme ronde, la surface est à basse énergie. À l'inverse, si la goutte ruisselle, la surface est à haute énergie. Pour un examen plus approfondi de la mouillabilité, on peut utiliser des encres de test et mesurer l'angle de contact de la goutte (méthodes de mesure conformes aux protocoles DIN 53 364 ou ASTM D 2578-84).

  • L'équation de Young
    L'équation de Young

    Pour coller des surfaces en plastique, l'angle de contact mesuré doit être aussi petit que possible. L'équation de Young s'applique alors.

  • L'équation de Young (2)
    L'équation de Young (2)

    L'angle de contact q de la goutte de liquide dépend de l'énergie de surface du liquide sl et de la surface plastique ss.

    L'énergie de l'interface entre le liquide et la surface plastique est appelée ssl.

  • L'équation de Young (3)
    L'équation de Young (3)

    En résolvant l'opération du numérateur, on obtient l'énergie de surface critique sc.


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Énergie de surface critique


Ce qui compte, c'est le bon traitement de surface

  • Les surfaces de nombreux plastiques offrent une très mauvaise base d'adhérence pour l'assemblage si non traitées. Cela impose des exigences élevées de prétraitement. Les plastiques doivent être secs, sans poussières et graisse, et ils doivent être activés spécifiquement sur la surface de jonction pour obtenir une adhérence suffisante. Les surfaces nettoyées sont très actives et doivent donc être collées immédiatement ou conservées dans cet état au moyen de liants. Pour la plupart des processus, des règles de sécurité étendues doivent être respectées. Lors du prétraitement de plastiques, il faut veiller à ce qu'ils ne soient pas attaqués par l'agent nettoyant.

    Il faut nettoyer et dégraisser la surface en plastique avec de l'eau ou des solvants pour éliminer la poussière, l'huile, la graisse et les agents de séparation et de traitement peu adhérents (cela ne modifie pas la structure de la surface). Le nettoyage peut être effectué par immersion ou par pulvérisation. Le dégraissage s'effectue avec des solvants organiques ou par pré-séchage dans un four.

    Prétraitement mécanique par brossage, meulage, ponçage ou sablage (modifie la rugosité et la taille de la surface efficace pour l'assemblage). Des produits de réaction, stabilisants et agents de polissage et de glissement peu adhérents sont aussi éliminés dans cette opération.

    Le prétraitement chimique est effectué par gravure ou décapage avec des substances acides ou alcalines. Ce processus conduit à la formation, par oxydation ou phosphatation, d'une nouvelle couche limite structurelle avec une polarité nettement plus élevée. Avec un prétraitement chimique humide (avec par exemple de l'acide chromosulfurique), il est possible de traiter des composants de n'importe quelle conception.

    Il existe différents procédés de traitement de surface, physiques (électrons à haute énergie, rayons laser ou UV) et thermiques (traitement à la flamme, traitement électrique plasma ou corona) qui altèrent la surface. Le flammage de plastiques consiste à faire passer une flamme nue sur la surface de la pièce, à une distance et une vitesse données. La flamme peut être utilisée de manière réductrice ou oxydante, selon le type de plastique. Cela renforce l'énergie de surface du composant et le rend plus facile à assembler. En ajoutant des substances chimiquement réactives, il est possible d'influencer encore plus la surface.

    Pour augmenter l'énergie de surface, les surfaces peuvent aussi être revêtues. Cela peut être effectué avec des métaux, comme dans le cas de la galvanisation, ou avec des produits d'adhésion polyoléfine, comme des primaires ou des activateurs. Au même titre que les colles, les produits d'adhésion polyoléfine sont des substances chimiquement réactives, si bien que les instructions d'application, telles que les temps d'évaporation, la durée de vie en pot, la date de péremption, etc., doivent être suivies à la lettre. Les produits d'adhésion polyoléfine sont utilisés dans les cas où l'adhésif seul n'a pas fourni de résultats de collage satisfaisants.


  • Les adhésifs de construction à 1 et 2 composants conviennent, car ils sont particulièrement bien adaptés aux plastiques à basse énergie comme le PE, le PP, etc.
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  • Les adhésifs à base d'acrylate adhèrent particulièrement bien à de nombreux plastiques. Ils ont un effet de renforcement et de soutien, et permettent un meilleur transfert de charge et une réduction des contraintes. Les adhésifs acryliques, également utilisés pour les assemblages permanents, ont des temps de traitement courts et une résistance élevée à de nombreux plastiques et élastomères. Ils présentent notamment, en tant qu'adhésifs à 2 composants appliqués sur des plastiques BES tels que le PC, le PMMA, le PVC, etc., une résistance au cisaillement, au pelage, et aux chocs sous des charges dynamiques.

    Les colles à durcissement UV ou LED particulièrement rapides à base d'acrylates conviennent pour des temps de traitement courts et donc pour des quantités de production élevées. Durcissement optimal, même pour des couches profondes. Néanmoins, il faut que les plastiques soient transparents et ne bloquent pas les UV. Aujourd'hui, il existe des photoinitiateurs et des sources de rayonnement appropriés permettant un durcissement à travers des plastiques bloquant les UV. On utilise des adhésifs à double durcissement pour les couches particulièrement épaisses. Elles peuvent être durcies avec des lumières à plus grande longueur d'onde (comme des LED d'environ 405 nm).

    Si des rayures ou des zones d'ombre apparaissent pendant l'assemblage, on utilise souvent des adhésifs à double durcissement, qui sont durcis thermiquement après irradiation aux UV. Pour les substrats non transparents, on utilise des adhésifs à base de résine époxy, qui peuvent être durcis thermiquement ou bien à température ambiante. On utilise des adhésifs de construction haute performance bicomposants à base de résine époxy dans la construction automobile et aéronautique, par exemple, où ils atteignent une résistance structurelle élevée à température ambiante, même sur des surfaces à basse énergie comme les plastiques.


Coller des plastiques avec des rubans adhésifs

  • Il existe sur le marché des rubans adhésifs double-face en mousse acrylique adaptés à une large gamme d'applications. Ceux-ci sont conçus à partir d'un adhésif acrylique à cellules fermées, pour des combinaisons de matériaux exigeantes ou des plastiques critiques à basse énergie de surface, tels que le PE ou le PP. Ils ont une bonne capacité d'absorption d'énergie et sont donc résistants en permanence aux forces de traction, de cisaillement, d'éclatement et de pelage. Ils conviennent, par exemple, au collage de rétroviseurs de voiture, ou bien de moulures et de lignes décoratives.

    Les rubans en mousse acrylique, capables d'absorber les tensions, amortissent les vibrations et compensent les différentes dilatations dues à la température et au matériau. Ceux-ci conviennent à des assemblages métal/plastique et sont utilisés dans des applications automobiles, comme le collage de bandes décoratives et de protection latérale, de revêtements en plastique, de réflecteurs et de rétroviseurs.

    Les rubans adhésifs à base de caoutchouc présentent également une bonne force d'adhérence sur des substrats critiques, une excellente adhérence initiale et une certaine détachabilité (pour le collage de PP ou de PE, par exemple).


Assemblage de plastiques : nouveaux développements

Nous avons récemment lancé sur le marché un ruban adhésif qui permet la fixation de pièces détachées, telles que les capteurs de stationnement, sans avoir besoin de prétraitement sur des surfaces plastiques à énergie moyenne. Le ruban acrylique double-face Plus offre également une bonne adhérence aux peintures automobiles modernes qui adhèrent souvent difficilement.

  • Ruban acrylique double-face Plus

    Ruban acrylique double-face Plus

    • Un procédé d'assemblage, Onsert, a été développé pour les matériaux composites comme les substrats PRFC/PRFG, et convient également aux tôles fines et plastiques classiques. Dans la production automobile, on applique un adhésif photodurcissant sur un élément flexible, un boulon adhésif, ensuite assemblé à la pièce. L'adhésif durcit en quelques secondes avec des lampes LED. Pour les BMW i3 et BMW i8, Onsert permet des temps de cycle de quatre secondes, après lesquelles il est possible de réaliser un filetage. Il en résulte des connexions stables pouvant être rouvertes, ce qui est très important pour la réparation de composants en PRFC.

      Des dommages structurels sur le nouvel avion PRFC peuvent également être réparés par collage. Lufthansa Technik a développé une méthode de réparation dans le cadre du projet de recherche « Rapid Repair » : un robot vient fraiser proprement la zone endommagée, puis une pièce de réparation parfaitement ajustée est insérée à l'aide d'un film adhésif. L'adhésif durcit sous vide à l'aide d'un tapis chauffant, et la zone peut être repeinte. Plus aucun signe visible de la réparation ne subsiste après l'opération. Avantage : il n'est pas nécessaire de percer des trous qui pourraient détruire la structure fibreuse sensible.

      Caractéristiques du produit Ruban acrylique double-face Plus (PDF 1,06 MB)


Utilisation d'adhésifs

  • Pour sélectionner un adhésif, il faut tenir compte de ce que l'assemblage doit être capable de supporter et des contraintes auxquelles le composant sera exposé : les charges mécaniques, dynamiques et statiques, les plages de température et l'influence de l'humidité, substances chimiques diverses ou rayons UV. La liste à prendre en compte doit également inclure des informations sur les pièces à assembler, les conditions de production, les spécifications de sécurité au travail et de protection de l'environnement, et des informations sur la résistance à long terme et l'assurance qualité, ainsi que les procédures d'essai sélectionnées et leurs coûts.

    Avec ces informations, l'adhésif et le traitement de surface peuvent être sélectionnés en se basant sur des fiches techniques, l'expérience et la documentation. Des échantillons d'adhésif peuvent être testés avant leur utilisation finale. Les tests mécaniques soumettent l'assemblage à une charge jusqu'à sa rupture. Le type de fracture fournit des informations sur la qualité de l'assemblage et permet de localiser les défauts : fracture d'adhérence lorsque l'adhésif se détache de la pièce assemblée, fracture de cohésion lorsque c'est l'adhésif qui rompt, et fracture dans la pièce à assembler si la fracture survient à l'intérieur de la pièce à assembler.

    Les fractures de cohésion ou dans la pièce à assembler peuvent être considérées comme indications favorables d'un assemblage de haute qualité, car elles excluent la présence de défauts dans le traitement de surface. Les fractures d'adhérence sont souvent signes de défauts dans le prétraitement de surface : impuretés, condensation, tension de surface insuffisante ou corrosion. Des tests de vieillissement peuvent être réalisés en enceinte climatique. Cela permet de déterminer la résistance, la déformabilité, et leurs évolutions au cours du vieillissement. Grâce à ces connaissances, on peut évaluer la résistance à la contrainte d'un assemblage et sélectionner l'adhésif approprié pour l'application.


Instructions pour le collage

  • 1: L'ABS (acrylonitrile-butadiène-styrène) est un plastique utilisé pour sa dureté de surface, sa résistance aux chocs et sa résistance aux intempéries, vieillissement et produits chimiques. Malheureusement, il ne peut pas être parfaitement collé avec des adhésifs courants sans contraintes. Il nécessite un prétraitement de surface avec du solvant méthylisobutylcétone. Cependant, il est possible d'assembler deux surfaces ABS avec de la méthyléthylcétone (MEK)/de la butanone et du dichlorométhane (chlorure de méthylène). Procédure : surfaces propres et sèches, appliquer une couche d'adhésif sur un ou les deux côtés et laisser s'évaporer brièvement avant de presser les surfaces l'une contre l'autre. 

    2: Les PRFC/PRFG (composites renforcés de fibres) sont des matériaux mixtes ou multiphases constitués essentiellement de deux composants : la matrice enveloppante (plastique, résines synthétiques) et les fibres de renfort (verre, carbone, polymères ou céramiques). Les fibres sont entourées par la matrice comme des faisceaux serrés élastiquement. Grâce à l'association de ces deux composants, ce matériau obtient des propriétés supérieures à celles des composants utilisés individuellement. Pour l'assemblage de matériaux légers, de nombreux produits ont été développés. Ils sont parfaitement adaptés au remplissage ou assemblage efficace de composites en fibres, systèmes multimatériaux et plastiques à basse énergie. 

    3: Les matériaux à base de caoutchouc ou similaires sont largement utilisés dans l'industrie et la vie quotidienne : dans les joints et les rouleaux, dans les amortisseurs de vibrations ou dans les chaussures, par exemple. En général, toute une gamme de différents types d'adhésifs conviennent pour le collage de caoutchouc. Cependant, l'adhésif optimal dépend toujours fortement du composé en caoutchouc et de l'utilisation prévue. 

    4: Le caoutchouc éponge
    Le terme caoutchouc éponge est utilisé pour désigner les mousses élastiques à cellules ouvertes avec une peau extérieure fermée et étanche. Ces mousses sont étendues à l'aide de gaz d'expansion à base de caoutchouc naturel, de chloroprène, de caoutchouc acrylonitrile-butadiène ou de caoutchoucs synthétiques similaires. Elles font partie des caoutchoucs poreux. Le caoutchouc éponge est considéré comme ayant une adhérence faible. En fonction du deuxième matériau, seuls des adhésifs spéciaux permettent un assemblage utilisable. L'adhérence du caoutchouc éponge sur certains plastiques, tels que les polyoléfines (polyéthylène, polypropylène), ou sur le caoutchouc classique est particulièrement cruciale. 

    5: Les mousses sont assez courantes dans la vie de tous les jours : Elles sont utilisées dans des secteurs très variés, allant des tissus d'ameublement aux matelas en passant par les matériaux d'isolation. Elles sont conçues à partir d'une large gamme de plastiques. Toutefois, tous les adhésifs ne conviennent pas à tous les matériaux. Compte tenu du large éventail de variantes, il peut donc être utile de toujours tester au préalable le comportement de l'adhésif sur de petits échantillons du matériau. 

    6: Les silicones, avec leurs surfaces extrêmement répulsives à basse énergie, sont considérés comme difficiles voire impossibles à assembler. Parmi les quelques produits adhésifs qui présentent des résultats exploitables, on peut mentionner, par exemple, de nouveaux types d'adhésifs de transfert en silicone qui, combinés à des rubans adhésifs, permettent même une automatisation efficace des processus de production en série (dans le secteur automobile, notamment). 

  • Assemblage de thermoplastiques

    1: Le PET (polyéthylène téréphtalate) est utilisé dans un grand nombre de produits techniques, par exemple pour des composants aux contours complexes et aux tolérances faibles. Le PET fait partie des plastiques qui s'assemblent très mal, voire pas du tout. Pour obtenir des améliorations, il est conseillé d'activer les surfaces de ce plastique avec des processus physiques et/ou chimiques et ainsi les rendre assemblables.

    2: Le PA (polyamide) est robuste et résiste aux chocs. Sa résistance à l'abrasion et à l'usure, combinée à ses excellentes propriétés de glissement, en font un matériau de construction favorisé dans la construction de machines ou de véhicules. En raison de sa haute résistance mécanique, il a même supplanté de nombreux composants métalliques dans la construction automobile (en étant parfois renforcé de fibres de carbone ou de verre). Mais le PA n'est pas simple à assembler. Obtenir une adhérence élevée sur des matériaux en PA requiert l'utilisation de méthodes de prétraitement particulières ou d'adhésifs réactifs spécialement conçus.

    3: Le PMMA (polyméthacrylate de méthyle), connu sous le nom de plexiglas ou de verre acrylique, impressionne par ses propriétés optiques et de surface. Certaines plaques ondulées (toits de pergolas, tonnelles de jardin) sont présentées comme étant du plexiglas, mais sont en polycarbonate ou en PVC, ce qui fait une grande différence pour l'assemblage. Pour l'assemblage de plastiques BES, comme le PMMA, l'énergie de surface est d'une importance capitale. Cependant, la prudence est de mise avec certains solvants pour la préparation. Il existe une large gamme d'adhésifs hautes performances pour assembler du PMMA avec de nombreux autres matériaux.

    4: Le POM (polyoxyméthylène) est l'un des plastiques techniques les plus couramment utilisés en raison de son excellent comportement face au glissement et à l'usure. Avec ses propriétés mécaniques exceptionnelles, le POM rivalise avec certains matériaux métalliques plus chers et les remplace même dans de nombreuses applications. Il est l'un des matériaux de construction les plus appréciés, notamment pour la fabrication de pièces mécaniques de précision. L'assemblage n'est normalement possible qu'après un prétraitement de surface par flammage, gravure avec primaire, corona ou plasma basse pression. Toutefois, certains adhésifs modernes et performants peuvent s'en passer.

    5: Le PS (polystyrène) est l'un des plastiques de masse les plus courants : emballages alimentaires/pots, boîtiers de CD, prises de courant. En tant que plastique polaire et soluble dans des solvants, le PS est en principe assez facile à assembler, mais le choix de l'adhésif et du procédé de collage dépend toujours du second matériau avec lequel il doit être assemblé. Informations complémentaires : les panneaux d'isolation en mousse rigide faits en polystyrène expansé à pores ouverts (EPS ou Styropor) sont principalement utilisés pour l'isolation des façades au sein d'un système composite d'isolation thermique (ETICS).

    6: Le PP (polyéthylène) est devenu un élément indispensable de la vie quotidienne. On le retrouve, entre autres, dans les tuyaux, les bacs récupérateurs d'eau de pluie, les lave-vaisselle et une multitude de composants industriels. Cependant, un assemblage avec ce matériau ne se fait pas sans problème en raison de ses propriétés de surface répulsives. Il existe heureusement aujourd'hui des systèmes adhésifs efficaces qui offrent des solutions pratiques à ce problème.

    7: Le PTFE (polytétrafluoroéthylène)
    Avec son inertie chimique et sa résistance aux acides, bases, alcools, benzènes, cétones, huiles, ..., le polytétrafluoroéthylène est souvent utilisé comme revêtement pour protéger des surfaces contre des produits chimiques agressifs : appareils chimiques, conteneurs, vannes, robinets, pompes, corps filtrants, colonnes et canalisations. Son comportement antiadhésif est prononcé : d'autres substances même collantes n'adhèrent pas à sa surface et les liquides ne le mouillent pas. Il est considéré comme difficile voire presque impossible à assembler, toutefois après un prétraitement de surface spécial et en utilisant des adhésifs modernes, il est possible d'obtenir de bons résultats.

    8: Le SAN (styrène acrylonitrile)
    Le plastique transparent SAN du groupe des plastiques à base de styrène est souvent utilisé comme matériau pour la fabrication de vitrages industriels ou de serres, mais aussi de cabines de douche, en raison de sa résistance aux intempéries, de sa rigidité et de sa résistance aux rayures. Selon les besoins, une large gamme d'adhésifs hautes performances peut convenir pour l'assemblage de ce matériau.

    9: Le PC (polycarbonate)
    Ce plastique transparent se caractérise par ses propriétés optiques semblables à celles du verre. Son avantage est son poids inférieur. C'est pourquoi il est souvent utilisé pour des constructions légères, comme la fabrication de toits panoramiques ou de couvertures transparentes pour les bâtiments. Bien que ce plastique soluble dans des solvants soit la plupart du temps considéré comme facile à assembler, il réagit de manière sensible. En conséquence, des fissurations sous contrainte peuvent survenir. Lors du choix d'un adhésif, il est également important de s'assurer que les propriétés optiques ne sont pas trop altérées.


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