INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Des exemples d'élastomère comprennent du caoutchouc naturel, du SBR, du BR, de l’IR, du SBR fonctionnalisé, du BR fonctionnalisé, du NR fonctionnalisé, de l’EPDM, du caoutchouc de butyle, du caoutchouc de butyle halogéné, du CR, du NBR, du HNBR, des fluoroélastomères, des perfluoroélastomères, et du caoutchouc de silicone, par exemple, du caoutchouc naturel, du caoutchouc naturel fonctionnalisé, du caoutchouc de styrène-butadiène, du caoutchouc de styrène-butadiène fonctionnalisé, du caoutchouc de polybutadiène, du caoutchouc de polybutadiène fonctionnalisé, du caoutchouc de polyisoprène, du caoutchouc d’éthylène-propylène, du caoutchouc de nitrile, du caoutchouc de nitrile hydrogéné, et des mélanges, ou, par exemple, du caoutchouc naturel, du caoutchouc de styrène-butadiène, du caoutchouc de polybutadiène et des mélanges de ceux-ci, par exemple un mélange de premier et second élastomères solides. Si deux élastomères ou plus sont utilisés, les deux élastomères ou plus peuvent être chargés dans le mélangeur sous la forme d'un mélange en même temps (sous forme d'une charge ou de deux charges ou plus) ou les élastomères peuvent être ajoutés séparément selon toute séquence et quantité. Par exemple, l'élastomère solide peut comprendre du caoutchouc naturel mélangé avec un ou plusieurs des élastomères décrits ici, par exemple du caoutchouc de butadiène et/ou du caoutchouc de styrène-butadiène. Par exemple, l'élastomère solide supplémentaire peut être ajouté séparément au mélangeur et le caoutchouc naturel peut être ajouté séparément au mélangeur.
L'élastomère solide peut être ou comporter du caoutchouc naturel. Le caoutchouc naturel peut également être modifié chimiquement d'une certaine manière. Par exemple, il peut être traité pour modifier ou réduire chimiquement ou enzymatiquement divers composants non caoutchouteux, ou les molécules de caoutchouc elles-mêmes peuvent être modifiées avec divers monomères ou d'autres groupes chimiques tels que le chlore. D'autres exemples comprennent du caoutchouc naturel époxydé et du caoutchouc naturel ayant une teneur en azote d'au plus 0,3 % en poids, comme décrit dans la publication PCT No. WO 2017/207 912.
D'autres exemples d'élastomères comportent, mais sans s'y limiter, des caoutchoucs, des polymères (par exemple, des homopolymères, des copolymères et/ou des terpolymères) de 1,3-butadiène, styrène, isoprène, isobutylène, 2,3-dialkyl-1,3-butadiène, où l’alkyle peut être un méthyle, éthyle, propyle, etc., de l'acrylonitrile, de l'éthylène, du propylène, et analogues. L'élastomère peut avoir une température de transition vitreuse (Tg), telle que mesurée par calorimétrie différentielle à balayage (DSC), dans une plage d'environ -120°C à environ 0°C. Des exemples comportent, mais sans s'y limiter, du caoutchouc de styrène-butadiène (SBR), du caoutchouc naturel et ses dérivés tels que du caoutchouc chloré, du polybutadiène, du polyisoprène, du poly(styrène-co-butadiène) et les dérivés étendus à l'huile de l'un quelconque d'entre eux. Des mélanges de l'un quelconque de ce qui précède peuvent également être utilisés. Des caoutchoucs synthétiques particulièrement appropriés comprennent : des copolymères de styrène et de butadiène comprenant d'environ 10 pourcents en poids à environ 70 pourcents en poids de styrène et d'environ 90 à environ 30 pourcents en poids de butadiène, tel qu'un copolymère de 19 parties de styrène et 8 parties de butadiène, un copolymère de 30 parties de styrène et 70 parties de butadiène, un copolymère de 43 parties de styrène et 57 parties de butadiène, et un copolymère de 50 parties de styrène et 50 parties de butadiène ; des polymères et copolymères de diènes conjugués tels que le polybutadiène, le polyisoprène, le polychloroprène et analogues, et des copolymères de tels diènes conjugués avec un monomère contenant un groupe éthylénique copolymérisable avec ceux-ci comme styrène, méthylstyrène, chlorostyrène, acrylonile, 2-vinyl-pyridine, 5-méthyl-2-vinylpyridine, 5-éthyl-2-vinylpyridine, 2-méthyl-5-vinylpyridine, acrylates substitués par allile, vinylcétone, méthylisopropénylcétone, méthylvinyléther, acides carboxyliques d’alpha-méthylène et les esters et amides de ceux-ci, comme l'acide acrylique et l'amide d'acide dialkylacrylique. Des copolymères d'éthylène et d'autres alpha-oléfines à haute teneur en alpha tels que le propylène, le 1-butène et le 1-pentène conviennent également pour être utilisés ici. D'autres polymères sont décrits dans la demande de brevet US publiée No. 2018/0 282 523 et brevet européen No. 2 423 253 B1, dont les descriptions sont incorporées ici à titre de référence. D'autres polymères comprennent des élastomères à base de silicone ou des systèmes hybrides qui ont des silicones et des domaines hydrocarbonés.
Produits chimiques de caoutchouc
Les composites préparés par l'un quelconque des procédés décrits ici peuvent être constitués d’un élastomère et d’une charge, c'est-à-dire qu'aucun produit chimique de caoutchouc n'est présent. En variante, en plus de la charge et de l'élastomère, le composite peut comprendre au moins un additif choisi parmi des antidégradants et des agents de couplage. En variante, les composites peuvent comprendre un ou plusieurs produits chimiques de caoutchouc. Dans une autre variante, le composite peut être des compositions portant des agents de durcissement.
Dans un processus typique de mélange à sec (élastomère solide et charge sèche), il est souvent nécessaire d'ajouter certains additifs ; des additifs typiques comprennent des anti-dégradants, des agents de couplage et un ou plusieurs produits chimiques de caoutchouc pour permettre une dispersion d’une charge dans l'élastomère. Les produits chimiques de caoutchouc, tels que définis ici, comprennent un ou plusieurs parmi : des auxiliaires de traitement (pour faciliter un mélange et un traitement du caoutchouc, par exemple divers(e)s huiles et plastifiants, de la cire), des activateurs (pour activer le processus de vulcanisation, par exemple de l'oxyde de zinc et des acides gras), des accélérateurs (pour accélérer le processus de vulcanisation, par exemple des sulfénamides et des thiazoles), des agents de vulcanisation (ou des agents de durcissement, pour réticuler des caoutchoucs, par exemple du soufre, des peroxydes) et d'autres additifs de caoutchouc, tels que, mais sans s'y limiter, des retardateurs, des co-agents, des peptisants, des promoteurs d'adhérence, des agents collants, des résines, des ignifugeants, des colorants et des agents de gonflement. Comme option, les produits chimiques de caoutchouc peuvent comprendre des auxiliaires de traitement et des activateurs. Comme autre option, les un ou plusieurs autres produits chimiques de caoutchouc sont choisis parmi de l'oxyde de zinc, des acides gras, des sels de zinc d'acides gras, de la cire, des accélérateurs, des résines et de l'huile de traitement.
Dans les processus typiques de mélange à sec, un ou plusieurs produits chimiques de caoutchouc (par exemple, des auxiliaires de traitement) sont chargés au début du cycle de mélange pour faciliter une incorporation de la charge. Ainsi, des produits chimiques de caoutchouc peuvent être essentiels, mais ils peuvent interférer avec la liaison ou l'interaction entre les surfaces de charge et d'élastomère et avoir un impact négatif sur les propriétés de vulcanisation. Il a été découvert que l'utilisation d'une charge humide permet à la charge d'être mélangée avec un élastomère solide en l'absence ou en l'absence substantielle de tels produits chimiques de caoutchouc. Sans vouloir être lié par une quelconque théorie, il est considéré que la présence d'une charge humide élimine le besoin de produits chimiques de caoutchouc au début du cycle de mélange, ou à tout moment pendant le cycle de mélange, du fait que le liquide permet et améliore l'incorporation de charge dans le caoutchouc solide.
En conséquence, comme option, le procédé comprend le chargement d'un mélangeur avec un élastomère solide et une charge humide et, dans une ou plusieurs étapes de mélange, le mélange de l'élastomère solide et de la charge humide pour former un mélange en l'absence substantielle de produits chimiques de caoutchouc à des températures de mélangeur commandées par au moins un moyen de commande de température. Facultativement, le processus comprend en outre l'ajout d'au moins un additif choisi parmi les antidégradants et les agents de couplage pendant le chargement ou le mélange, c'est-à-dire pendant la une ou plusieurs étapes de mélange. Des exemples de tels antidégradants (par exemple des antioxydants) et agents de couplage sont décrits ici.
Dans cette option de processus, dans au moins une des étapes de mélange et de préférence dans l'une des étapes de mélange, le mélangeur atteint une température indiquée de 120°C ou plus, par exemple, au moins 125°C ou plus, au moins 130°C ou plus, au moins 135°C ou plus, au moins 140°C ou plus, au moins 145°C ou plus, ou au moins au moins 150°C ou plus. Cette température indiquée peut être mesurée par un dispositif de mesure de température à l'intérieur de la cavité de mélange. La température indiquée du mélangeur peut être identique ou différer de 30 degrés ou moins, ou de 20 degrés ou moins, ou de 10 degrés ou moins (ou de 5 degrés ou moins ou de 3 degrés ou moins ou de 2 degrés ou moins) de la température maximum du mélange ou du composite obtenu pendant le stade de mélange (qui peut être déterminée en retirant le composite du mélangeur et en insérant un thermocouple ou un autre dispositif de mesure de température dans le composite). Dans ce procédé de mélange, comme option, un ou plusieurs produits chimiques de caoutchouc peuvent être ajoutés au mélangeur lorsque le mélangeur atteint la température de 120°C ou plus. Dans d'autres modes de réalisation, la température indiquée peut aller de 120°C à 190°C, de 125°C à 190°C, de 130°C à 190°C, de 135°C à 190°C, de 140°C à 190°C, de 145°C à 190°C, de 150°C à 190°C, de 120°C à 180°C, de 125°C à 180°C, de 130°C à 180°C, de 135°C à 180°C, de 140°C à 180°C, de 145°C à 180°C, de 150°C à 180°C, de 120°C à 170°C, de 125°C à 170°C, de 130°C à 170°C, de 135°C à 170°C, de 140°C à 170°C, de 145°C à 170°C, de 150°C à 170°C, et analogues. Les un ou plusieurs produits chimiques de caoutchouc peuvent être ajoutés à la température indiquée de 120°C ou plus ; à ce point, la charge a été distribuée et incorporée dans l'élastomère, et l'ajout de produits chimiques de caoutchouc ne devrait pas interférer avec l'interaction entre la charge et l'élastomère.
Dans cette option de processus, l’étape de chargement et les une ou plusieurs étapes de mélange avant que le mélangeur atteigne la température indiquée sont effectués en l'absence ou sensiblement en l'absence des un ou plusieurs produits chimiques de caoutchouc. Telle que définie ici, l’expression « absence substantielle » fait référence à un processus dans lequel l'étape de chargement et les une ou plusieurs étapes de mélange peuvent être effectuées en présence des un ou plusieurs produits chimiques de caoutchouc en une quantité inférieure à 10 % en poids de la quantité totale de produits chimiques de caoutchouc finalement fournis dans un vulcanisat préparé à partir du composite, par exemple, le composite durci, ou l'étape de chargement et les une ou plusieurs étapes de mélange peuvent être effectuées en présence des un ou plusieurs produits chimiques de caoutchouc en une quantité inférieure à 5 % ou inférieure à 1 % en poids de la quantité totale de produits chimiques de caoutchouc finalement dans le composite. Comme il est facultatif d'inclure les produits chimiques de caoutchouc dans le composite, une mesure adaptée pour déterminer «« l'absence substantielle » des un ou plusieurs produits chimiques de caoutchouc consiste à déterminer la quantité ciblée dans le vulcanisat préparé à partir du composite, par exemple, après durcissement du composite. Ainsi, une quantité nominale des un ou plusieurs produits chimiques de caoutchouc peut être ajoutée pendant ledit chargement ou mélange, mais pas une quantité suffisante pour interférer avec l'interaction charge-élastomère. Comme exemple supplémentaire d'« absence substantielle », le chargement et le mélange peuvent être effectués en présence des un ou plusieurs produits chimiques de caoutchouc en une quantité ou à un niveau de charge de 5 phr ou moins, 4 phr ou moins, 3 phr ou moins, 2 phr ou moins, 1 pce ou moins, ou 0,5 phr ou moins, 0,2 phr ou moins, 0,1 phr ou moins, par rapport au vulcanisat résultant. En option, les un ou plusieurs produits chimiques de caoutchouc sont absents (0 phr) du composite évacué à l'étape (d).
Le composite, lorsqu'il est évacué du mélangeur, comprend la charge dispersée dans l'élastomère à un niveau de charge d'au moins 1 phr, par exemple d’au moins 20 phr, avec une perte de rendement de charge d'au plus 10 %. Avec ce processus, le composite lorsqu'il est évacué peut être avec l'absence ou l'absence substantielle des un ou plusieurs produits chimiques de caoutchouc, par exemple, à l'exception de tout anti-dégradant qui peut avoir été présent au début du mélange. En variante, le composite, lorsqu'il est évacué, peut contenir au moins un additif choisi parmi des antidégradants et des agents de couplage, qui peuvent être ajoutés à tout moment pendant le chargement ou le mélange. En variante, lorsqu'il est évacué, le composite peut contenir ou peut être avec l'absence substantielle de tout produit chimique de caoutchouc, par exemple, si un ou plusieurs antidégradants ne sont pas ajoutés au début du processus de mélange. En variante, comme option, le mélange est constitué essentiellement en ou consiste en l'élastomère solide et la charge humide. Comme autre option, le mélange est constitué ou consiste essentiellement en l'élastomère solide, la charge humide et au moins un antidégradant. Comme autre option, le mélange est constitué ou consiste essentiellement en l'élastomère solide, la charge humide, au moins un antidégradant et des agents de couplage.
Dans un quelconque mode de réalisation décrit ici, comme option, après le début du mélange d'au moins l'élastomère solide et de la charge humide et avant l'étape d'évacuation, le procédé peut en outre comprendre l'ajout d'au moins un antidégradant au mélangeur, de telle sorte que le au moins un antidégradant est mélangé à l'élastomère solide et à la charge humide. L'ajout facultatif du ou des antidégradant(s) peut survenir à quelconque moment avant l'étape d'évacuation. Par exemple, l'ajout du ou des anti-dégradants peut survenir avant que le composite ne soit formé et ait une teneur en liquide de 10 % en poids ou moins, ou de 5 % en poids ou moins. Des exemples d'un anti-dégradant qui peut être introduit est la N- (1,3-diméthylbutyl)-N'-phényl-p-phénylènediamine (6PPD), et d'autres sont décrits dans d'autres sections ici. L’antidégradant peut être introduit en une quantité dans la plage de 0,1 % à 5 %, de 0 % à 4 %, de 0,1 % à 3 %, de 0,1 % à 2 %, de 0,1 % à 1 %, de 0,5 % à 3 %, de 0,5 % à 4 %, de 0,5 % à 3 %, de 0,5 % à 2 %, ou de 0,5 % à 1 % sur la base du poids du composite qui est formé. Des antidégradants ajoutés pendant l'étape de chargement ou l'étape de mélange peuvent aider à empêcher une dégradation de l'élastomère pendant le mélange ; cependant, en raison de la présence du liquide dans le mélange, la vitesse de dégradation de l'élastomère est plus faible par comparaison à des processus de mélange à sec, et l'ajout d'antidégradant peut être retardé.
Au moins un additif peut être inclus pendant le procédé de mélange décrit ici ou peut être inclus après la formation du composite. Le au moins un additif peut comprendre un conditionnement de durcissement ou au moins un agent de durcissement. Pour créer un composite vulcanisable, le conditionnement de durcissement ajouté peut inclure un agent de réticulation et de quelconques activateurs et accélérateurs. Lorsque le soufre est utilisé comme agent de réticulation, des activateurs typiques comprennent l'oxyde de zinc et/ou l'acide stéarique, et des accélérateurs typiques comprennent des sulfénamides tels que le N-tert-butyl-2-benzothiazole sulfénamide (TBBS) et le N-cyclohexyl-2-benzothiazole sulfénamide (CBS). D'autres agents de durcissement utilisés dans le traitement de caoutchouc sont des peroxydes, des réticulants d’uréthane, des oxydes métalliques, des composés d’acétoxysilane, des résines phénoliques, et ainsi de suite. Des composants supplémentaires adaptés pour des systèmes de réticulation à base de soufre et autres sont bien connus de l'homme du métier.
D'autres produits chimiques de caoutchouc comprennent des anti-oxydants, des auxiliaires de traitement, des huiles de dilution, de la cire, une variété de résines, des agents de couplage et des anti-dégradants supplémentaires. Les anti-oxydants comprennent la N-(1,3-diméthylbutyl)-N'-phényl-p-phénylènediamine (6PPD) et ceux énumérés dans le document WO 2012/037 244 dont la description est incorporée ici à titre de référence.
Comme option, des produits chimiques de caoutchouc peuvent être combinés avec le composite dans un mélangeur mécanique. Plus précisément, des additifs tels qu'une charge (qui peut être identique ou différente de la charge utilisée dans le mélangeur ; des exemples de charges comprennent la silice, le noir de carbone et/ou l'oxyde de zinc), d'autres élastomères, d'autres mélanges-maîtres ou des mélanges-maîtres supplémentaires, des antidégradants (par exemple, des antioxydants), des agents de couplage, des plastifiants, des adjuvants de traitement (par exemple, l'acide stéarique, qui peut également être utilisé comme agent de durcissement, des polymères liquides, des huiles, des cires, et analogues), des résines, des ignifugeants, des huiles de dilution, et/ou des lubrifiants, et un mélange de l'un quelconque d'entre eux, peuvent être ajoutés dans un mélangeur mécanique. Des élastomères supplémentaires peuvent être combinés avec le composite pour produire des mélanges d'élastomères. Des élastomères adaptés comprennent l'un quelconque des élastomères utilisés dans le processus de mélange décrit ci-dessus. Des exemples d'élastomères comprennent, mais sans s'y limiter, des caoutchoucs, des polymères (par exemple, des homopolymères, des copolymères et/ou des terpolymères) de 1,3-butadiène, styrène, isoprène, isobutylène, 2,3-dialkyl-1,3-butadiène, où un alkyle peut être un méthyle, un éthyle, un propyle, etc., de l'acrylonitrile, de l'éthylène, du propylène, et analogue. L'antidégradant (un exemple d'inhibiteur de dégradation) peut être un antidégradant de type amine, un antidégradant de type phénol, un antidégradant de type imidazole, un sel métallique de carbamate, une ou des paraphénylène diamine(s) et/ou dihydrotriméthylquinoléine(s), un antidégradant dequinine polymérisé, et/ou de la cire et/ou d'autres antidégradants utilisés dans les formulations d'élastomères. Des exemples spécifiques comprennent, mais sans s'y limiter, la N-(1,3-diméthylbutyl)-N'-phényl-p-phénylènediamine (6-PPD, par exemple, ANTIGENE 6C, disponible auprès de Sumitomo Chemical Co., Ltd., et NOCLAC 6C., disponible auprès de Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.), « Ozonon » 6C de Seiko Chemical Co., Ltd., de la 1,2-dihydro-2,2,4-triméthylquinoléine polymérisée (TMQ, par exemple, Agerite Resin D, disponible auprès de RT Vanderbilt), du 2,6-di-t-butyl-4-méthylphénol (disponible sous le nom de Vanox PC auprès de Vanderbilt Chemicals LLC), du butylhydroxytoluène (BHT) et du butylhydroxyanisole (BHA), et analogues. D'autres antidégradants représentatifs peuvent être, par exemple, la diphényl-p-phénylènediamine et d'autres tels que, par exemple, ceux décrits dans The Vanderbilt Rubber Handbook (1978), pages 344 à 346.
Mélangeurs
En ce qui concerne la limite d’ébullition, dans un caloduc à pompage capillaire, la pression motrice capillaire doit compenser les pertes de charge statiques liées aux forces de volume et dynamiques générées par l’écoulement du fluide de travail du caloduc (frottements entre les écoulements et les parois). Cette pression motrice capillaire, qui correspond à la différence de pression capillaire entre l’évaporateur et le condenseur, est fonction de la structure du caloduc, et les pertes de charge dynamiques sont croissantes avec le débit massique du fluide de travail (et avec la longueur du caloduc) : la limite capillaire est atteinte lorsque la pression motrice capillaire est égale à la somme des pertes de charges. Autrement dit, un caloduc ne fonctionne que si la pression motrice capillaire est supérieure, en conditions de microgravité, aux pertes de charge, et donc en dessous de la limite capillaire.
Il est également nécessaire d’avoir une largeur de rainure à l’interface faible, afin d’avoir une pression capillaire élevée. Mais cette largeur de rainure ne peut être trop faible pour être réalisable technologiquement par une opération de brasure selon le procédé de la demande EP3553445A1. En effet, une largeur trop faible induirait un risque de bouchage par la brasure.
Par ailleurs, le rapport des sections entre le canal et la rainure ne doit pas être trop élevé, afin de faciliter l’évacuation des bulles de vapeur pouvant éventuellement apparaitre dans les canaux.
Par ailleurs également, lors de l’évaporation du ménisque de l’interface liquide/vapeur dans la rainure qui délimite un canal de liaison, le ménisque recule dans cette dernière, d’autant plus que le flux thermique est élevé. Si le ménisque recule trop, il peut atteindre le canal réentrant. Dans ce cas, le rayon capillaire à l’interface augmente et donc la pression capillaire, moteur du caloduc diminue; il y a alors risque de désamorçage du caloduc.
Ratio Additif modificateur d’impact 2 / Additif modificateur d’impact 1 = 1
Ref Additif tenue thermique 2 (% mass) Additif modificateur d’impact 1 (% mass) Additif modificateur d’impact 2 (% mass) Ratio massique (Additif modificateur d’impact) /(tenue thermique 2) IZOD (kJ/m²) Module de flexion (MPa) HDT (°C) C4-12 15 6 6 0,8 12,1±0,3 2320±28 98,9±0,3 C4-13 15 7 7 0,93 13,7±0,3 2260±25 98,3±0,1 C4-14 15 7,5 7,5 1 14,7±0,3 2140±22 97,4±0,6 C4-15 15 8 8 1,07 14,2±0,3 2240±14 96,9±0,4
Le ratio (Additifs modificateurs d’impact) / (additif tenue thermique) influe sur le compromis entre la résistance mécanique et la résistance aux chocs des compositions selon l’invention. Le choix de sa valeur dépend des caractéristiques souhaitées pour la composition.
Exemple 5 : Autres compositions selon l’invention
ABS : ABS recyclé EGR0074
Ratio Additif modificateur d’impact 2 / Additif modificateur d’impact 1 = 2
Ref Additif tenue thermique Additif tenue thermique (% mass) Additif modificateur d’impact 1 (% mass) Additif modificateur d’impact 2 (% mass) Ratio massique (modificateurs d’impact) /(tenue thermique) IZOD (kJ/m²) Module de flexion (MPa) VICAT (°C) HDT (°C) C5-1* - - - - - 12 2480 94,3 92,5 C5-2 DENKA IP MS-NJP® 20 5 10 0,75 10,4 ± 0,2 2330 ± 20 - 95,3 ± 0,4 C5-3 DENKA IP MS-CP® 20 5 10 0,75 11,5 ± 0,1 2280 ± 30 - 98,5 ± 0,5 C5-4 DENKA IP MS-CP® 20 4,33 8,67 0,65 10,9 ± 0,6 2380 ± 50 - 97,1 ± 1,6 C5-5 DENKA IP MS-CP® 22 5 10 0,75 10,3 ± 0,3 2340 ± 24 - 97,3 ± 0,9
Enfin, la résistance de film dépend notamment de la longueur des lignes triples de contact entre liquide, vapeur et solide.
La résistance mécanique d’un caloduc à rainures réentrantes peut également aussi impacter ses performances. En particulier, dans la demande de brevet EP3553445A1, un canal de liaison entre un canal liquide et un canal vapeur est complètement ouvert sur toute sa longueur selon l’axe longitudinal du caloduc, l’assemblage brasé, collé ou soudé des plaques empilées ne peut donc être réalisé que sur les parois périphériques de celles-ci, ce qui entraîne des épaisseurs de paroi importantes pour résister à la pression interne du caloduc.