Brevet FR2297230A1 — publié le 19760806

L'inventionsa pour objet l'utilisation de polysiloxanes polaires, ou non polaires, par addition aux polymères thermoplastiques et thermodurcissables pour améliorer leurs propriétés de frottement et d'usure Les propriétés de frottement des polymères thermoplastiques et thermodurcissables utilisées dans l'industrie, sont régies par trois phénomènes essentiels dont deux sont liés aux mécanismes d'adhésion et le troisième au mécanisme de rupture de cette adhésion. 10) Les forces d'adhésion d'un polymère à un métal ou à un autre polymère sont liées à son énergie superficielle plus celle-ci est basse, plus le coefficient de frottement est faible. 20) Lorsque la vitesse augmente la température produite en surface provoque, en présence d'air ou d'une atmosphère oxydante, l'oxydation partielle de certains radicaux des polymères. Ces radicaux devenant polaires ont tendance à être adsorbés chimiquement par la surface antagoniste de frottement, en augmentant les forces d'adhésion, ce qui a pour effet de faire augmenter considérablement le coefficient de frottement soit avec la température, soit avec la vitesse de frottement des deux mobiles. 30) La rupture de l'adhésion dans le plan de joint entre les deux matériaux n'a que l/3n chance de se produire (n étant le nombre de molécules susceptibles de se rompre), soit par exemple 1/59000 pour une rupture de 10 molécules. Dans ces conditions, la rupture se produit toujours dans le matériau à plus faible coefficient de cisaillement provoquant les phénomènes de transfert et d'usure. Pour améliorer le cosportement au frottement des polymères thermoplastiques et thermodurcissables, l'invention consiste en l'addition par mélange de polysiloxanes polaires et non polaires dans des proportions de 0,05 à 10% Dans ce but, on utilise soit des polysiloxanes purs, fluorés ou non, de tension superficielle faible variant suivant la nature du polysiloxane et le résultat recherché de 19 à 30 dynes/cm, soit de mélanges de polysiloxanes purs avec des polysiloxanes oxydés polaires, susceptibles de modifier l'énergie superficielle du polymère de base. Dans ces conditions, l'addition de polysiloxane a pour effet 10) d'abaisser l'énergie superficielle du polymère et donc d'abaisser les forces d'adhésion. 20) de substituer à la chimiesorption du polymère due à la formation de radicaux polaires, la chimiesorption du polysiloxane oxydé, dont le coefficient de cisaillement est faible. 30) de créer dans le plan de joint, un nombre important-de défauts d'adhérence favorisant sa rupture et évitant l'usure et le transfert. A titre d'exemple, on peut ajouter à un polycarbonate 1 à 5 % d'une solution de dymétbylpolysiloxane et de dyméthylpolysiloxane oxydé dans des proportions de 1 %. Le mélange est fait progressivement dans un appareillage approprié, par exemple un mélangeur à cylindres chauds. Après extrusion et granulation, le produit peut etre utilisé en moulage par injection pour la fabrication de pièces diverses de mécanique subissant des frottements. Dans le cas de coussinets par exemple, le coefficient de frottement du polycarbonate pur est de 0,I5 à faible vitesse et atteint 0,40 à vitesse élevée. Le polycarbonate comportant une addition de polysiloxane a un coefficient de frottement inférieur à 0,I0 qui reste sensiblement constant avec la vitesse et la température. L'usure du polycarbonate avec addition de polysiloxane est également beaucoup plus faible, de l'ordre de 50 fois, que celle du polycarbonate normal. A titre d'exemple également, une addition de 1 % de polysiloxane faite dans les mêmes conditions que précédemment à un élastomère de polytréthane permet la fabrication de joints mobiles à faible coefficient de frottement et faible usure. REVENDICATIONS I - Addition de polysiloxanes polaires ou non polaires aux matériaux macromoléculaires communément appelés matières plastiques dans le but d'améliorer leur comportement aux frottements et à l'usure. 2 - Addition de polysiloxanes polaires ou non polaires aux élasto@ères thermoplastiques pour améliorer leur comportement aux frottements et à 1' usure 3 - Addition de polysiloxanes polaires ou non polaires aux polymères thermoplastiques pour améliorer leur comportement aux frottements et à l'usure. 4 - Addition de polysiloxanes polaires ou non polaires aux polymères thermodurcissables pour améliorer leur comportement aux frottements et à l'usure.