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PROCEDE POUR LA FABRICATION D'OBJETS MOULES EN MATIERES THERMOPLASTIQUES
A POIDS MOLECULAIRE ELEVE.
Dans la fabrication d'objets moulés en matières thermoplastiques à poids moléculaire élevé, on peut mettre profit les propriétés thermoplas- tiques de celles-ci en les soumettant, de préférence combinées avec un plasti- fiant et d'autres matières auxiliaires et de remplissage, à une déformation plastique à une température comprise entre le point de décomposition et le point de ramollissement de la matière. Ce procédé présente l'inconvénient que ces températures sont parfois tellement rapprochées qu'il n'est en général pas possible d'obtenir une déformabilité plastique suffisante sans qu'il se produise un début de décomposition.
Pour la fabrication de certains objets moulés, tels que des films, on peut faire usage d'une solution du polymère dans un dissolvant volatil, à laquelle on peut également ajouter des plastifiants et d'autres substances.
Des objets de forme quelconque ou de grande épaisseur ne peuvent toutefois pas être fabriqués de cette façon,
Il est connu de mélanger des matières thermoplastiques à poids moléculaire élevé avec des plastifiants, dans le but de rendre moins cassant le produit finalement obtenu. L'action plastifiante est exercée par le plas- tifiant s'il est mélangé d'une façon homogène avec le polymère. On peut obte- nir un mélange homogène en évaporant une solution du polymère et du plasti- fiant dans un dissolvant commun, ou en chauffant un mélange des deux compo- sants pendant un certain temps au-dessus du point de ramollissement du mélan- ge, ce que l'on appelle gélifier.
Selon la présente invention, pour fabriquer des objets moulés en matières thermoplastiques à poids moléculaire élevé, un mélange d'une matière de ce genre avec une quantité telle d'un plastifiant liquide que le mélange soit plastiquement déformable à la température ambiante, c'est-à-dire la tem- pérature du local, est mis dans la forme désirée et est ensuite gélifié par chauffage.
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La quantité de plastifiant qui doit être mélangée avec le polymère afin d'obtenir un mélange plastiquement déformable à la température ambiante, est en général déterminée par la nature du polymère et par la finesse à la- quelle le polymère peut être dispersé dans le plastifiant. Dans certains cas, cette quantité est plus grande que celle qui peut être mélangée d'une façon homogène avec le polymère à la température ambiante. En pareil cas, il se produit, après la gélification à température plus élevée et le refroidisse- ment subséquent jusqu'à la température ambiante, une séparation de l'excès de plastifiant, qui peut être nuisible à l'utilité de l'objet obtenu.
Selon une autre particularité de la présente invention, la teneur en plastifiant de l'objet obtenu peut, en pareil cas, être abaissée jusqu'à une valeur quel- conque à déterminer d'avance, en effectuant l'extraction de l'excès de plas- tifiant de l'objet obtenu, au moyen d'un dissolvant-pour le plastifiant, qui n'est pas, un dissolvant pour le polymère.
L'invention est basée sur l'idée que c'est seulement à tempéra- ture élevée que les matières thermoplastiques à poids moléculaire élevé, qui sont en général travaillées ensemble avec un plastifiant, peuvent former un mélange homogène (gélifié) avec le plastifiant. Si le plastifiant est li- qufde à la température ambiante, un mélange du polymère finement divisé et du plastifiant restera pendant un temps appréciable élastiquement déformable à la température ambiante, puisque la gélification s'opère toujours très len- tement. Par un choix judicieux de la proportion de mélange polymère - plasti- fiantil est possible de préparer des mélanges dont la consistance varie, à la température ambiante, depuis une pâte à viscosité relativement faible jusqu'à une masse grumeleuse peu cohérente.
Tous ces mélanges selon la pré- sente invention possèdent toutefois la propriété qu'après la géléfication par chauffage dans la forme voulue, ils sont transformés en une masse homo- gène et dure, dont les propriétés mécaniques peuvent, au besoin, encore- être améliorées par'l'extraction d'une partie du plastifiant.
On'connaît un grand nombre de substances qui peuvent être utili- sées comme plastifiant pour les matières thermoplastiques à poids moléculaire élevé. Du moment que ces substances sont liquides à la température ambiante et peuvent, en outre, être dissoutes dans un dissolvant dans lequel le poly- mère n'est pas soluble, elles peuvent être utilisées dans le procédé selon la présente invention. Comme exemples de plastifiants appropriés, on peut ci- ter : dihényle chloré, phosphate de tricrésyle, stéarate de butyle, phtalate de dioctyle, phtalate de dibutyle, paraffine chlorée, etc...
Le mélange du plastifiant et du polymère peut s'effectuer en les malaxant simplement, ou dans un broyeur.ou autre appareil mélangeur, à condi- tion de prendre soin que, pendant qu'on effectue le mélange, la température ne monte pas à un point tel qu'il se manifeste un début de gélification. Il est en général recommandable d'ajouter au mélange une substance pouvant ser- vir de stabilisateur contre la chaleur et/ou la lumière pour le polymère, telle que la tri-éthanolamine ou le MgO, lorsque le mélange comprend un po- lymère contenant du chlore. Le mélange peut aussi être additionné de matières de remplissage et colorantes.
Le mélange obtenu a parfois tendance à devenir moins plastique après un certain temps. Le traitement du mélange doit donc s'effectuer tant que la plasticité est encore suffisante.
La pâte constituée principalement de polymère et de plastifiant peut être mise dans la forme voulue en la pressant, en la refoulant, en l'é- pandant, en l'étalant, ou d'autres façons connues, à condition que, pendant la conformation, la température ne monte pas à un point tel que la diminu- tion de la plasticité., résultant de la gélification qui se produit en ce bas, rend le traitement ultérieur impossible. L'objet moulé est ensuite chauffé pendant quelques minutes à une température telle que la gélification se pro- duit.
Après la gélification, mais de préférence avant l'extraction, il est recommandable, dans le cas d'objets pouvant présenter, au moins suivant
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une direction, une dimension illimitée, de soumettre les objets à un proces- sus d'étirage, ce qui augmente la solidité du produit final obtenu. Dans le cas de fils,films et analogues, qui peuvent par exemple être obtenus par refoulement à travers une ouverture de forme appropriée, un étirage jusqu'à par exemple six fois la longueur originale, permet aussi de réaliser des objets plus minces qu'il n'est possible d'obtenir pratiquement par le re- foulement seul.
L'extraction peut s'effectuer au moyen de tout dissolvant du plastifiant utilisé, dans lequel la solubilité du polymère est négligeable à la température appliquée. En général, un faible gonflement du polymère par l'agent d'extraction ne semble pas donner lieu à des inconvénients.
Comme dissolvants appropriés, on peut citer: éther de pétrole, acétone, éther, acétate d'éthyle, méthanol, benzène, et analogues.
On utilisera de préférence un dissolvant à bas point d'ébutlli- tion, afin que le plastifiant puisse être récupéré d'une fagon simple de la solution.
Comme exemples de matières thermoplastiques à poids moléculaire élevé, à partir desquelles on peut fabriquer des objets moulés selon l'inven- tion, on peut citer: hydrochlorure de caoutchouc, hydrochlorure de caoutchouc,. subséquemment chloré, polymères et copolymères de chlorure de vinyle et de chlorure de vinylidène, et des dérivés de cellulose. La température à laquel- le s'effectue la gélification sera en général choisie dans le voisinage de 150 C; seulement dans le cas de mélanges contenant de l'hydrochlorure de ca- outchouc on ne dépasse de préférence pas 135 C, car sinon il peut se produire une décomposition.
L'extraction ultérieure de l'article moulé s'avère surtout désirable dans le cas de l'hydrochlorure de caoutchouc et des copolymères de chlorure de vinylidène, parce que ces matières ne peuvent absorber que des quantités relativement faibles de plastifiant à la température ambiante.
L'invention sera illustrée par les exemples ci-après.
Exemple 1
On a fait un mélange de la composition suivante: hydrochlorure de caoutchouc (poudre) @ 100 parties poids diphényle chloré @ 100 " " tri-éthanolamine @ 5 " "
EMI3.1
oxyde de titane s o o . a o o e o e . o e e 10 fut if
Le mélange a été pressé, à la température ambiante, à travers une ouverture ronde d'un diamètre de 2 mm de façon à obtenir un fil.
Celui- ci a été chauffé pendant 10 min. à 130 C et ensuite étiré de 600 %. Après 24 h. d'extraction dans l'acétone à 20 C, la teneur en plastifiant du fil at- teignait encore 9.2 % et le fil obtenu possédait une résistance à la traction de 2545 Kg/cm , l'allongement de rupture étant d'environ 40 % Exemple 2.
Un mélange de la composition suivante: hydrochlorure de caoutchouc (poudre) ........ 100 parties poids phosphate de tricrésyle 80 " Il
EMI3.2
lilgo .o. 0 Go e ........ 0 ....0 0 .... 5 tT 11 a été appliqué sur un tuyau de fer en une couche d'environ 1 mm. d'épaisseur.
L'objet a été gélifié en 15 min. à 130 C et a subi ensuite une extraction par la benzine pendant 24 heures à la température ambiante. Une couche non poreuse et bien adhérente a ainsi été formée sur le fer, ce qui protège celui-ci con- tre toutes les actions chimiques.