FR3104589A1 - Procédé de préparation d’un matériau composite électriquement conducteur et matériau composite électriquement conducteur obtenu par un tel procédé - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un procédé de préparation d’un matériau polymère composite solide, comprenant, successivement, la formation d’une composition précurseur comprenant le mélange de particules d’au moins un sel organique d’un métal choisi parmi l’oxalate d’argent, l’oxalate de cuivre et le formiate de cuivre, et d’un polymère thermoplastique présentant une température de fusion supérieure à la température de décomposition du sel organique ; et un traitement thermique de cette composition précurseur, par chauffage à une température supérieure à la température de décomposition du sel organique et inférieure à la température de fusion du polymère, de sorte à provoquer la décomposition du sel organique, puis chauffage à une température supérieure ou égale à la température de fusion du polymère pendant au moins 5 minutes, sous une pression d’au moins 5 bars, et enfin refroidissement.
Description
La présente invention s’inscrit dans le domaine de la fabrication de pièces en matériau composite électriquement conducteur à base de résine polymère.
Plus particulièrement, la présente invention concerne un procédé de préparation d’un matériau polymère composite solide comprenant une charge électriquement conductrice dans une matrice polymère, ainsi qu’un matériau polymère composite obtenu par un tel procédé. L’invention concerne également une structure composite à base, au moins partiellement, d’un tel matériau composite.
Du fait de leur grande légèreté, les matériaux à base de résine polymère sont de plus en plus utilisés dans de nombreux domaines industriels, en particulier dans les domaines de la construction aéronautique ou spatiale, généralement pour former des structures composites contenant des fibres de renfort mécaniquement résistantes dispersées dans la résine polymère. Ces matériaux permettent notamment d’alléger les structures et d’atteindre des cadences de production en accord avec les besoins croissants actuels. Cependant, le caractère électriquement et thermiquement isolant des résines polymères engendre des problématiques pour certaines applications, en particulier aéronautiques, nécessitant la mise en œuvre de matériaux électriquement conducteurs, par exemple pour la dissipation du courant électrique lié à la foudre après un impact de foudre, afin d’éviter un endommagement de la structure au droit de l’impact, pour le blindage électromagnétique, etc. La conductivité électrique des matériaux composites à base de fibres de renfort noyées dans une résine polymère est nettement inférieure, de 10-3à 10-1S.m-1, à celle des alliages d’aluminium utilisés traditionnellement, qui s’élève à 106S.m-1. Les fonctions secondaires des structures métalliques, telles que le retour de courant en mode commun, la protection contre les effets directs et indirects de la foudre, ou le blindage électromagnétique, ne sont ainsi pas assurées par ces matériaux composites.
Une solution proposée par l’art antérieur pour remédier à cela est d’assurer ces fonctions secondaires par l’intégration d’éléments complémentaires dans les structures, tels que des grillages métalliques, des tresses de masse, des câblages, etc. De tels éléments complémentaires limitent cependant l’intérêt d’utiliser des matériaux composites à base de fibres de renfort et de résine polymère, en raison de l’augmentation de masse qu’ils induisent pour les structures qui les intègrent.
Afin de pallier ces inconvénients, il a été proposé par l’art antérieur d’intégrer les éléments assurant ces fonctions complémentaires directement dans les matériaux, et notamment dans les matrices polymères. Pour réaliser cet objectif, la fonctionnalisation électrique des polymères a été proposée, en visant à satisfaire les exigences en termes de conductivité électrique des matrices polymères, ou plus généralement des matériaux composites à base de fibres de renfort et résine polymère, du domaine aéronautique, qui requiert une conductivité électrique comprise entre 1 et 103S.m-1, en fonction des applications visées.
Il ainsi été proposé par l’art antérieur d’intégrer des particules sphériques ou des flocons métalliques, notamment d’argent, d’or ou de platine, dans des matrices polymères thermodurcies. Des matériaux polymères électriquement conducteurs peuvent ainsi être formés. Cependant, un fort taux de charge en particules, d’au moins 15à 20 % en volume, est nécessaire pour obtenir des performances de conductivité électrique suffisante. Un tel taux pénalise le poids des matériaux et dégrade leurs propriétés mécaniques.
Il a également été proposé par l’art antérieur, illustré notamment par le document FR-A-3023746, d’intégrer dans les matrices polymères des particules à haut facteur de forme telles que du graphène, des nanotubes de carbone, des nanofibres de carbone ou des nanoparticules métalliques filiformes. La dispersion de telles particules, de facteur de forme supérieur ou égal à 100, dans des polymères thermodurcissables et thermoplastiques, a permis d’obtenir après chauffage des matériaux polymères présentant des performances de conduction électrique élevées, avec des conductivités électriques comprises entre 0,1 et 200 S/m, à des taux volumiques de particules nettement plus faibles, compris entre 1 et 10%. Ce résultat est cohérent avec différents travaux de la littérature, qui ont montré que le seuil de percolation, qui représente la concentration en particules critique à partir de laquelle un matériau devient macroscopiquement conducteur d’électrons, est fortement dépendant du facteur de forme des particules, lorsque ces dernières se trouvent dispersées de manière homogène dans le matériau. Il a été démontré par Balberg et al., dans Physical Review B 1984, 30: 3933, que plus le facteur de forme des particules est important, plus le seuil de percolation est bas. Ce faible taux de charge en particules permet aux matériaux de conserver légèreté ainsi que des propriétés mécaniques avantageuses.
Une des limites de l’intégration de particules à haut facteur de forme, notamment de fils submicroniques d’argent, dans les matrices polymère, est cependant la difficulté d’industrialisation des procédés de préparation et d’utilisation de ces particules. En effet, la montée en échelle de la production entraine une forte polydispersité en facteur de forme de ces particules, ce qui limite les performances des matériaux qu’elles fonctionnalisent. Le coût de fabrication de tels matériaux est en outre relativement élevé.
La présente invention vise à remédier aux inconvénients des procédés de fonctionnalisation des matériaux polymères en vue de leur conférer un caractère électriquement conducteur proposés par l’art antérieur, notamment aux inconvénients exposés ci-avant, en proposant un tel procédé qui permette de fabriquer des matériaux comprenant une matrice polymère dans laquelle est dispersée une charge électriquement conductrice, qui présentent une conductivité électrique d’au moins 1 S/m avec un faible taux de la charge électriquement conductrice, ce procédé étant en outre économique et simple à mettre en œuvre, y compris à l’échelle industrielle.
La présente invention vise notamment à proposer un matériau polymère électriquement conducteur qui permette d’atteindre les exigences de poids, de résistance mécanique et de conductivité électrique des industriels, notamment dans le domaine de la construction aéronautique ou spatiale, tout en utilisant des matières premières commercialement disponibles à des coûts compétitifs.
Cherchant à atteindre de tels objectifs, les présents inventeurs ont découvert que, de manière tout à fait surprenante, la dispersion dans une matrice polymère de particules d’un métal issu de la décomposition de particules de sels organiques métalliques particuliers, à base d’argent ou de cuivre, cette décomposition s’effectuant pendant la phase d’élaboration même du matériau, permet de former un matériau polymère à forte conductivité électrique, pour un faible taux volumique d’argent dans le matériau, inférieur à 10%. La présente invention tire profit de la très bonne aptitude au frittage des particules d’argent métallique et/ou de cuivre métallique issues de la décomposition de ces sels organiques métalliques particuliers, ces particules de métal sous forme métallique étant de taille nanométrique, c’est-à-dire comprise entre 5 et 100 nm, et à former de ce fait un réseau tridimensionnel électriquement conducteur dans tout le volume de la matrice polymère dans laquelle elles sont dispersées. Ce réseau tridimensionnel assure une bonne circulation des électrons dans le volume de la matrice polymère. Les valeurs de conductivité électrique obtenues pour le matériau répondent alors en particulier aux exigences industrielles concernant les structures aéronautiques et spatiales formées en matériaux polymères composites, pour lesquelles des niveaux de conductivités électriques supérieurs à 10 S/m sont attendus, ceci avec un taux volumique d’argent et/ou de cuivre dans le matériau compris entre 1,1 et 10 %.
Ainsi, selon un premier aspect, il est proposé selon la présente invention un procédé de préparation d’un matériau polymère composite solide comprenant une charge électriquement conductrice dans une matrice polymère. Ce procédé comprend les étapes successives suivantes:
a/ la formation d’une composition précurseur dudit matériau composite, comprenant le mélange de particules d’au moins un sel organique d’un métal choisi parmi l’oxalate d’argent, l’oxalate de cuivre et le formiate de cuivre, ce sel organique d’un métal présentant une température de décomposition donnée, et d’un polymère thermoplastique semi-cristallin présentant une température de fusion supérieure à la température de décomposition du sel organique d’un métal et/ou d’un polymère thermoplastique amorphe présentant une température de transition vitreuse supérieure à la température de décomposition du sel organique d’un métal moins 100°C,
b/ le cas échéant, le séchage de cette composition précurseur,
c/ un traitement thermique de cette composition précurseur, le cas échéant à l’état sec, comprenant:
c1/ une première phase de chauffage à une température supérieure à la température de décomposition du sel organique d’un métal, et inférieure à la température de fusion du polymère thermoplastique semi-cristallin et/ou inférieure à la température de transition vitreuse du polymère thermoplastique amorphe plus 100 °C, de sorte à provoquer la décomposition dudit sel organique d’un métal et la formation de particules dudit métal sous forme métallique dans la composition précurseur;
c2/ une deuxième phase de chauffage à une température supérieure ou égale à la température de fusion du polymère thermoplastique semi-cristallin et/ou supérieure ou égale à la température de transition vitreuse du polymère thermoplastique amorphe plus 100°C, dite température de plateau, pendant une durée d’au moins 5minutes, simultanément à la mise en forme du matériau polymère composite formé par compression à une pression d’au moins 5bars,
c3/ et une phase de refroidissement jusqu’à une température inférieure à la température de transition vitreuse du polymère thermoplastique.
a/ la formation d’une composition précurseur dudit matériau composite, comprenant le mélange de particules d’au moins un sel organique d’un métal choisi parmi l’oxalate d’argent, l’oxalate de cuivre et le formiate de cuivre, ce sel organique d’un métal présentant une température de décomposition donnée, et d’un polymère thermoplastique semi-cristallin présentant une température de fusion supérieure à la température de décomposition du sel organique d’un métal et/ou d’un polymère thermoplastique amorphe présentant une température de transition vitreuse supérieure à la température de décomposition du sel organique d’un métal moins 100°C,
b/ le cas échéant, le séchage de cette composition précurseur,
c/ un traitement thermique de cette composition précurseur, le cas échéant à l’état sec, comprenant:
c1/ une première phase de chauffage à une température supérieure à la température de décomposition du sel organique d’un métal, et inférieure à la température de fusion du polymère thermoplastique semi-cristallin et/ou inférieure à la température de transition vitreuse du polymère thermoplastique amorphe plus 100 °C, de sorte à provoquer la décomposition dudit sel organique d’un métal et la formation de particules dudit métal sous forme métallique dans la composition précurseur;
c2/ une deuxième phase de chauffage à une température supérieure ou égale à la température de fusion du polymère thermoplastique semi-cristallin et/ou supérieure ou égale à la température de transition vitreuse du polymère thermoplastique amorphe plus 100°C, dite température de plateau, pendant une durée d’au moins 5minutes, simultanément à la mise en forme du matériau polymère composite formé par compression à une pression d’au moins 5bars,
c3/ et une phase de refroidissement jusqu’à une température inférieure à la température de transition vitreuse du polymère thermoplastique.
La composition précurseur mise en œuvre selon l’invention peut contenir un seul sel organique d’un métal, ou un mélange de plusieurs sels organiques d’un métal, chacun de ces sels étant choisi parmi l’oxalate d’argent, l’oxalate de cuivre et le formiate de cuivre. Les caractéristiques du sel organique d’un métal énoncées dans la présente description s’appliquent alors pour chacun des sels de ce mélange. En outre, dans une telle configuration, la première phase de traitement thermique est réalisée à une température supérieure à la température de décomposition la plus haute des sels organiques d’un métal en présence.
Il entre dans les compétences de l’homme du métier de déterminer la température de décomposition de chacun des sels organiques d’un métal mis en œuvre selon l’invention, notamment par une analyse thermogravimétrique, réalisée dans les conditions de pression souhaitées. Cette température de décomposition dépend notamment de la taille des particules. A pression atmosphérique, pour des particules de dimension comprise entre 0,05 et 100μm par exemple, la température de décomposition de l’oxalate d’argent est optimale à environ 140°C, celle de l’oxalate de cuivre à environ 300°C et celle du formiate de cuivre à environ 190°C.
De manière générale, dans la présente description, les températures indiquées sont celles correspondant à la pression atmosphérique.
La quantité totale de particules du sel organique d’un métal mise en œuvre dans la composition précurseur est préférentiellement choisie pour obtenir, dans le matériau polymère composite final, un taux volumique de métal/mélange de métaux sous forme métallique compris entre 1,1 et 10 %, par exemple compris entre 1,25 et 10%, de préférence compris entre 1,1 et 5 %, par exemple compris entre 1,25 et 5%, par rapport au volume total du matériau polymère composite.
Le matériau formé par le procédé selon l’invention comprend avantageusement un réseau tridimensionnel de charge électriquement conductrice percolante.
De manière classique, le changement de comportement électrique, d’isolant à conducteur, d’un matériau polymère chargé de particules conductrices se traduit par un saut brutal de sa conductivité de plusieurs décades. Ce phénomène est nommé percolation électrique. Le seuil de percolation représente la concentration en particules critique à partir de laquelle le matériau conduit les électrons.
Alors qu’il a été montré dans l’art antérieur que le facteur de forme des particules conditionne le taux de charges nécessaire pour atteindre le seuil de percolation, et que des particules à haut facteur de forme sont nécessaires pour atteindre des seuils de percolation inférieurs à 10 ou 15 % volumiques, la mise en œuvre de particules de sels organiques d’un métal conformes à l’invention permet avantageusement de s’affranchir de cette nécessité d’utiliser des particules à haut facteur de forme pour atteindre un seuil de percolation à un faible taux de charge en particules. Il a en effet été constaté par les présents inventeurs que, de manière tout à fait inattendue, les particules de métal sous forme métallique, issues des particules de sels organiques d’un métal mises en œuvre selon l’invention, s’organisent spontanément en chaines de sphères accolées, permettant d’atteindre des seuils de percolation très bas pour de faibles taux de charge en particules dans la matrice polymère, d’environ 1,1% en volume par exemple lorsque le métal est l’argent, et ce même pour des facteurs de forme initiaux supérieurs à 10 et même supérieurs à 20.
On entend dans la présente description, par facteur de forme, de manière classique en elle-même, le rapport entre la longueur de la particule et une dimension orthogonale de la particule.
Les particules d’oxalate d’argent, d’oxalate de cuivre et de formiate de cuivre présentent en outre les avantages d’une grande facilité de préparation, qui plus est selon la forme souhaitée, d’une grande facilité de mise en œuvre et d’un faible coût.
Plus particulièrement, le procédé selon l’invention permet de préparer des matériaux composites à matrice polymère thermoplastique, dits matériaux polymères composites, de conductivité électrique dans l’épaisseur comprise entre 1 et 103S/m. Ce niveau de conductivité électrique est similaire à celui atteint pour des dispersions de particules métalliques dans des matrices polymères contenant une fraction volumique métallique élevée, supérieure à 15% en volume, ou pour des dispersions des matrices polymères de nanofils métalliques, de très haut facteur de forme, inadaptés à une mise en œuvre industrielle. Une performance similaire est obtenue, selon l’invention, par un procédé plus simple et plus économique, plus facile à mettre en œuvre de manière industrielle.
Le procédé selon l’invention comprend deux phases de traitement thermique, dont la première assure la décomposition du sel organique d’un métal. Dans le cas particulier où ce sel organique est l’oxalate d’argent, cette décomposition produit de l’argent métallique et du dioxyde de carbone gazeux, selon le schéma réactionnel:
Cette décomposition commence à environ 90°C, par l’apparition d’aiguilles d’argent en surface des particules d’oxalate d’argent et de nanoparticules sphériques d’argent dans les porosités des particules d’oxalate d’argent. Pour des particules de taille comprise entre 0,05 et 100 μm, elle est optimale à 140°C environ. Les aiguilles et nanoparticules d’argent formées ayant un point de fusion nettement en dessous de l’argent massif, elles se frittent rapidement pour former un réseau tridimensionnel continu dans le matériau composite formé, par liaison métallique entre les différentes particules en contact. Le frittage des particules est amplifié par le fait que la réaction de décomposition de l’oxalate d’argent est hautement exothermique, avec un ΔH de -122 kJ.mol-1.
On entend dans la présente description, de manière classique en elle-même, par particules frittées, des particules qui sont au moins partiellement frittées, et qui ne sont plus isolées, individualisées, mais qui ont fusionné avec d’autres particules. Le rapport «diamètre de col en particules accolées» sur «diamètre de particule» permet typiquement de caractériser le degré d’avancement du frittage.
Lors de la deuxième phase de traitement thermique, à plus haute température, le frittage continue et un réseau tridimensionnel métallique se déploie dans le matériau, en même temps que le polymère en fusion, ou ramolli, imprègne ce réseau tridimensionnel métallique en formation.
Des réactions et phénomènes similaires se produisent lorsque le sel organique d’un métal est du formiate ou de l’oxalate de cuivre.
La température de fusion et la température de transition vitreuse des polymères mis en œuvre selon l’invention peuvent être déterminées par toute méthode connue de l’homme du métier, en particulier par calorimétrie différentielle à balayage (DSC), la température de fusion correspondant à la valeur au sommet du pic endothermique.
On entend dans la présente description, de manière classique en elle-même, par polymère semi-cristallin, un polymère comportant deux phases, dont une phase cristalline et une phase amorphe.
La composition précurseur préparée selon l’invention peut contenir un seul polymère thermoplastique, ou un mélange de tels polymères, dont certains peuvent être de type semi-cristallins et d’autres de type amorphe. Dans le cas de la mise en œuvre d’une pluralité de polymères thermoplastiques, les caractéristiques énoncées dans la présente description en rapport avec le polymère thermoplastique, s’appliquent de préférence à chacun de ces polymères. Dans le cas d’un mélange de polymères, la première phase de chauffage est réalisée à une température inférieure à la plus basse température de fusion ou de«transition vitreuse plus 100 °C» des polymères en présence, et la deuxième phase de chauffage est réalisée à une température supérieure ou égale à la plus haute température de fusion ou de «transition vitreuse plus 100 °C» des polymères en présence.
Le procédé selon l’invention peut en outre répondre à l’une ou plusieurs des caractéristiques décrites ci-après, mises en œuvre isolément ou en chacune de leurs combinaisons techniquement opérantes.
Chacune de ces caractéristiques permet d’améliorer la conductivité électrique du matériau polymère composite, d’en réduire le poids et/ou d’en améliorer les propriétés mécaniques.
Dans des modes de mise en œuvre particuliers de l’invention, la composition précurseur contient entre1,1 et 5,0% en volume, notamment entre 1,25 et5,0% en volume, du métal/mélange de métaux, notamment d’argent, par rapport au volume total du métal/mélange de métaux, notamment d’argent, et de polymère(s) thermoplastique(s). Elle contient de préférence entre9,3 et 30,0 % en poids du métal/mélange de métaux, notamment d’argent, par rapport au poids total du métal/mélange de métaux, notamment d’argent, et de polymère(s) thermoplastique(s).
Le facteur de forme des particules du sel organique d’un métal peut être compris entre 5 et 10, ou encore entre 5 et 20, et même entre 5 et 50 ou plus.
Dans des modes de mise en œuvre particuliers de l’invention, la taille des particules de sel organique d’un métal, notamment des particules d’oxalate d’argent, est comprise entre 0,05 et 200μm, de préférence comprise entre 0,05 et 100μm. On entend par là que toutes les dimensions des particules du sel organique d’un métal, notamment des particules d’oxalate d’argent, sont comprises dans cette fourchette.
Les particules du sel organique d’un métal, notamment les particules d’oxalate d’argent, peuvent présenter tout type de forme. Elles présentent notamment une forme de type 1D. Préférentiellement, elles se présentent sous forme de bâtonnets, dont la plus grande dimension (longueur) est comprise entre 0,05 et 200μm, de préférence entre 0,05 et 100μm, et la dimension orthogonale (largeur) est comprise entre 0,05 et 10μm. De telles dimensions présentent les avantages d’une bonne facilité de dispersion des particules dans la composition précurseur, ainsi que d’une température de décomposition relativement basse, d’environ 140°C pour les particules d’oxalate d’argent par exemple.
Les particules du sel organique d’un métal, notamment les particules d’oxalate d’argent, peuvent être préparées selon toute méthode connue de l’homme du métier, en particulier par précipitation dans un milieu hydroalcoolique à température ambiante. Le choix des paramètres de synthèse permet avantageusement de moduler facilement la géométrie des particules, de sorte à les obtenir sous la forme et la taille souhaitée.
Tout polymère thermoplastique classique en lui-même pour la préparation de matériaux polymères composites peut être utilisé dans le procédé selon l’invention, à la condition qu’il soit chimiquement inerte vis-à-vis du sel organique d’un métal mis en œuvre.
Le polymère thermoplastique peut notamment être choisi parmi les polyaryléthercétones (PAEK), les polyétherimides, les polyéthersulfones, les polysulfones, les polyamides, les polyimides, les polyamideimides, les polybenzimidazoles, les polybutylène téréphtalates, les polysulfures de phénylène, las polycarbonates, les polystyrènes, les polyméthacrylates de méthyle, etc.
Le polymère est de préférence choisi parmi les polyaryléthercétones (PAEK), en particulier parmi les poly-éther-éther-cétones (PEEK), les poly-éther-cétone-cétones (PEKK), les poly-éther-éther-cétone-cétones (PEEKK), les poly-éther-cétones (PEK) ou les poly-éther-cétone-éther-cétone-cétones (PEKEKK).
Il s’agit par exemple d’un poly-éther-cétone-cétone (PEKK).
Préférentiellement, le polymère présente une température de fusion pour les polymères semi-cristallins, ou une température de mise en forme pour les polymères amorphes, qui est supérieure ou égale à 140 °C, de préférence supérieure ou égale à 250 °C, et par exemple supérieure ou égale à 300°C.
Dans des modes de mise en œuvre particuliers de l’invention, le polymère thermoplastique est incorporé dans la composition précurseur selon une teneur comprise entre 62 et 88% en poids, par rapport au poids total de la composition précurseur.
Le teneur en polymère thermoplastique dans la composition précurseur est en outre préférentiellement choisie pour obtenir, dans le matériau polymère composite final, 70 à 91 % en poids de polymère, par rapport au poids total de métal et de polymère.
Préférentiellement, le rapport en poids sel(s) organique(s) d’un métal / polymère(s) thermoplastique(s) est compris entre 14 et 60%.
Dans des modes de mise en œuvre particulièrement préférés de l’invention, le polymère se présente sous forme de poudre. La granulométrie de cette poudre est de préférence choisie pour être dans le même ordre de grandeur que celle des particules du sel organique d’un métal, de sorte à obtenir une bonne homogénéité du mélange de la poudre de polymère avec les particules du sel organique d’un métal. La granulométrie de la poudre de polymère est de préférence comprise entre 0,5 et 100μm, préférentiellement entre 0,5 et 20μm.
La composition précurseur peut en outre contenir un ou plusieurs additifs, classiques en eux-mêmes pour la formulation de matériaux polymères composites, avec la réserve que ce ou ces additifs doivent être inertes vis-à-vis du sel organique d’un métal et du polymère. En particulier, la composition précurseur ne contient de préférence pas d’agent réducteur de l’argent.
Dans des modes de mise en œuvre particuliers de l’invention, l’étape a/ de formation de la composition précurseur comprend une étape a1/ de préparation d’une suspension de particules du sel organique d’un métal et du polymère thermoplastique sous forme pulvérulente dans un milieu liquide. Cette étape a1/ peut être suivie, le cas échéant, d’une étape a2/ de désagglomération des particules contenues dans la suspension ainsi formée.
La composition précurseur se présente alors sous forme d’une suspension. On entend dans la présente description, par suspension, une dispersion d’un ou plusieurs solides sous forme finement divisée, insolubles, ou pratiquement insolubles, dans un milieu liquide.
Le milieu liquide mis en œuvre pour former la suspension selon l’invention peut contenir un ou plusieurs solvants, ces derniers devant être chimiquement inertes vis-à-vis du sel organique d’un métal et du polymère, et le sel organique d’un métal et du polymère ne devant pas y être solubles, ou très faiblement. Préférentiellement, ce ou ces solvants sont choisis avec une température d’ébullition basse, de sorte à pouvoir être facilement éliminés de la composition précurseur.
Le milieu liquide peut notamment contenir, ou consister en, un ou un mélange de solvants choisis parmi les solvants oxygénés, en particuliers les alcools, notamment les alcools à une seule fonction alcool, tels que l’éthanol ou l’isopropanol, les cétones, telles que l’acétone, les esters, le diméthylsulfoxyde et l’eau.
Le milieu liquide peut en outre notamment contenir, ou consister en, un ou un mélange de solvants choisis parmi les solvants hydrocarbonés, tels que les alcanes, les alcènes, le toluène ou le xylène, les solvants chlorés ou encore le diméthylformamide.
Préférentiellement, la quantité du mélange de particules de sel(s) organique(s) d’un métal, notamment d’oxalate d’argent, et de polymère(s) thermoplastique(s) dans le milieu liquide est comprise entre 1 et 20% en poids, par rapport au poids total de la composition précurseur.
Dans des modes de mise en œuvre particuliers de l’invention, le polymère thermoplastique est un polymère thermoplastique amorphe présentant une température de transition vitreuse supérieure à ladite température de décomposition dudit sel organique d’un métal moins 50°C. Préférentiellement, la première phase de chauffage est alors réalisée à une température supérieure à la température de décomposition dudit sel organique d’un métal, et inférieure à la température de transition vitreuse dudit polymère amorphe plus 50 °C.
L’étape a2/ de désagglomération des particules contenues dans la composition précurseur sous forme de suspension peut être réalisée selon toute technique connue de l’homme du métier. Elle peut notamment être réalisée par agitation mécanique et/ou ultrasonication. L’agitation peut par exemple être réalisée à une vitesse comprise entre 100 et 200tr/min. L’ultrasonication peut quant à elle être réalisée dans un bain à ultrasons, à une fréquence comprise entre 20kHz et 150kHz, par exemple à une puissance comprise entre 50W et 150W, et par exemple pendant une durée de 1 à 10 minutes.
Cette étape de désagglomération permet d’améliorer la répartition du réseau tridimensionnel de métal dans tout le volume de la matrice polymère du matériau formé à l’issue du procédé selon l’invention.
Le cas échéant, le procédé selon l’invention peut en outre comprendre une étape b/ de séchage de la composition précurseur. Cette étape de séchage peut être réalisée de toute manière classique en elle-même, notamment par évaporation du solvant, par exemple au moyen d’un évaporateur rotatif, sous chauffage et/ou pression réduite. Elle peut autrement par exemple être réalisée en étuve ou par lyophilisation. Le séchage peut être réalisé de manière partielle ou totale. Cette étape permet d’obtenir une poudre sèche et homogène, présentant une pré-dispersion statistique des deux constituants que sont le sel organique d’un métal et le polymère.
Dans des modes de mise en œuvre particuliers de l’invention, le procédé comprend, après l’étape b/ de séchage, une étape de pré-densification de la composition précurseur sous forme de poudre. Cette pré-densification, peut par exemple être réalisée par mise en forme dans une presse à plateaux, à température ambiante et sous une pression comprise entre 5 et 20 bars.
L’étape c/ de traitement thermique peut être réalisée dans tout dispositif classique en lui-même, par exemple dans une presse à plateaux chauffants. Elle peut autrement être réalisée au moyen d’un rayonnement infrarouge, par induction, par laser, par micro-ondes, etc.
Dans des modes de mise en œuvre particuliers de l’invention, dans l’étape c/ de traitement thermique, la première phase de chauffage c1/ comprend une montée en température, depuis une température donnée, par exemple depuis la température ambiante, d’environ 20°C, jusqu’à la température de plateau. Cette montée en température est de préférence réalisée selon un profil tel que la durée de montée en température entre les températures de 90°C et 250°C est supérieure ou égale à 10minutes, de préférence supérieure ou égale à 30minutes et préférentiellement d’au moins 35minutes. Une telle caractéristique s’avère particulièrement avantageuse lorsque le sel organique d’un métal est l’oxalate d’argent ou le formiate de cuivre.
Une telle durée de la montée en température, jusqu’à une température à laquelle la décomposition du sel organique d’un métal est terminée, et le frittage du métal sous forme métallique formé a débuté, assure une bonne homogénéité de l’élévation de température dans tout le volume de la composition précurseur, y compris au cœur de ce volume, au fur et à mesure de la montée en température. En cela, elle assure une décomposition optimale du sel organique d’un métal, notamment de l’oxalate d’argent, dans tout le volume de la composition précurseur, et un bon frittage du métal, notamment de l’argent, métallique qui y est formé.
Le frittage de l’argent métallique issu de la décomposition de l’oxalate d’argent débute aux environs de 150°C. Le frittage du cuivre métallique issu de la décomposition du formiate de cuivre débute aux environs de 200°C, et le frittage du cuivre métallique issu de la décomposition de l’oxalate de cuivre débute aux environs de 320°C.
La décomposition du sel organique d’un métal s’effectue en outre graduellement au cours de la montée en température, si bien que le dioxyde de carbone généré par la réaction de décomposition est libéré graduellement, ce qui évite avantageusement les risques d’explosion lors de la réaction de décomposition.
La montée en température lors de la première phase de chauffage c1/ peut être réalisée selon un profil linéaire, au moins entre 90°C et 250°C, c’est-à-dire à une vitesse de montée en température constante, inférieure à 15°C/min, de préférence inférieure ou égale à 5°C/min.
Autrement, la montée en température peut être réalisée selon un profil comportant un ou plusieurs paliers entre 90°C et 250°C, ces paliers étant séparés par des phases de montée en température, de préférence à des vitesses comprises entre 10 et 30°C/min, de préférence d’environ 20°C/min.
Chacun de ce ou ces paliers peut par exemple durer entre 5 et 15minutes.
Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, particulièrement avantageux en ce qui concerne les propriétés du réseau tridimensionnel formé par les particules du métal sous forme métallique après frittage, plus précisément son déploiement dans tout le volume de la matrice polymère et ses propriétés de conductivité électrique, le profil de montée en température comporte au moins un, de préférence deux, de préférence encore trois, et préférentiellement l’ensemble, des quatre paliers suivants: un palier à une température comprise entre 90 et 120°C, par exemple à 100 °C, un palier à une température comprise entre 140 et 160°C, par exemple à 150 °C, un palier à une température comprise entre 160 et 200°C, par exemple à 200 °C et/ou un palier à une température comprise entre 230 et 250°C, par exemple à 250 °C.
La mise en œuvre de ces quatre paliers successifs permet notamment la décomposition intégrale de l’oxalate d’argent et/ou du formiate de cuivre, et l’évacuation graduelle du dioxyde de carbone formé à travers le matériau. Le frittage de l’argent et/ou du cuivre pendant cette phase permet de créer un réseau tridimensionnel d’argent métallique et/ou de cuivre métallique dans le matériau.
Dans des modes de mise en œuvre particuliers de l’invention, dans l’étape c/ de traitement thermique, la deuxième phase de chauffage c2/ est réalisée à une température supérieure ou égale à 300°C, de préférence comprise entre 360 et 385°C, et préférentiellement d’environ 375°C ± 5°C. La température à laquelle la composition est exposée durant la deuxième phase de chauffage est dans tous les cas de préférence inférieure à la température de dégradation du polymère.
La durée de maintien de la température à la température de plateau est de préférence réalisée pendant une durée comprise entre 5 et20minutes, par exemple pendant environ 10minutes.
Cette deuxième phase de chauffage, à une température supérieure ou égale à la température de fusion du polymère pour les polymères semi-cristallins, et supérieure ou égale à «la température de transition vitreuse + 100 °C» du polymère pour les polymères amorphes, d’une part assure que le frittage des particules de métal sous forme métallique se poursuive et s’accentue, et d’autre part provoque la fusion, ou le ramollissement suffisant, du polymère, permettant qu’il imprègne mieux le réseau métallique tridimensionnel en formation dans le matériau, et permettant en outre la mise en forme simultanée du matériau formé.
Cette mise en forme est réalisée par thermoformage, par compression du matériau, par exemple placé dans une préforme ou dans une presse à plateaux chauffants, lors de la deuxième phase de chauffage.
La compression est réalisée par application d’une pression d’au moins 5bars, permettant d’obtenir un taux de porosité dans le matériau final inférieur ou égal à 10 %, dont on peut s’assurer par observation du matériau au microscopie et analyse de l’image, ou encore par mesure de la densité à partir des dimensions et de la masse d’un échantillon du matériau, et sa comparaison avec la densité théorique attendue pour un matériau présentant un taux de porosité nul.
La valeur exacte de la pression exercée lors de l’élaboration du matériau dépend du taux de porosité souhaité pour ce dernier. Il entre dans les compétences de l’homme du métier de déterminer la valeur de la pression à appliquer pour l’étape de mise en forme, et la durée d’application de cette pression, en fonction du taux de porosité souhaité et des conditions opératoires précises, notamment la température et la durée de chauffage, la nature du polymère, le taux de charge en particules métalliques, etc.
Préférentiellement, la pression appliquée lors de l’étape de mise en forme du matériau est comprise entre 5 et 20bars, par exemple égale à environ 10 bars.
Selon l’invention, la compression de la composition précurseur peut être débutée au moment où la température à laquelle cette composition précurseur est exposée atteint la température de plateau. Elle peut autrement être débutée préalablement, avant d’atteindre la température de plateau, lors de la première phase de chauffage c1/. La compression n’est toutefois préférentiellement pas débutée avant que la température à laquelle la composition précurseur est exposée ne dépasse la température de décomposition du sel organique d’un métal. Dans des modes de mise en œuvre préférés de l’invention, la compression de la composition précurseur est débutée lorsque la température de chauffage est supérieure ou égale à 150 °C, de préférence supérieure ou égale à 250°C, et préférentiellement supérieure ou égale à 300°C.
Dans des modes de mise en œuvre particuliers de l’invention, la compression est maintenue pendant au moins une partie de la phase c3/ de refroidissement, de préférence au moins jusqu’à atteindre la température de transition vitreuse du polymère. Une telle caractéristique évite avantageusement la déformation du matériau lors du refroidissement.
Le matériau polymère composite formé par le procédé selon l’invention peut être essentiellement constitué de la matrice polymère et de la charge métallique électriquement conductrice. Dans des variantes de l’invention, il s’agit d’un matériau polymère composite fibreux, contenant en outre des fibres mécaniquement résistantes englobées, tout comme le réseau métallique tridimensionnel, dans la matrice polymère.
Ainsi, dans des modes de mise en œuvre particuliers de l’invention, le procédé comprend une étape d’imprégnation d’un assemblage de fibres mécaniquement résistantes par la composition précurseur préalablement à l’étape c/ de traitement thermique de la composition précurseur, de sorte à former, le cas échéant après l’étape b/ de séchage, un pré-imprégné composite formé de fibres mécaniquement résistantes imprégnées de particules du sel organique d’un métal et du polymère.
L’étape d’imprégnation peut être réalisée selon toute méthode classique en elle-même, par la composition précurseur sous forme liquide, notamment sous forme d’une suspension telle que décrite ci-avant. Dans ce cas, l’étape d’imprégnation est préférentiellement suivie de l’étape b/ de séchage, visant à éliminer le ou les solvants de la composition précurseur, au moins partiellement. Le séchage peut notamment être réalisé à température ambiante, par exemple comprise entre 18 et 30°C, notamment entre 20 et 25°C, dans l’air ambiant, par exemple pendant une durée comprise entre 5 et 30minutes, notamment pendant environ 5minutes.
L’étape d’imprégnation peut autrement être réalisée par la composition précurseur sous forme pulvérulente, obtenue après l’étape b/ de séchage de cette composition.
L’imprégnation de l’assemblage de fibres de carbone peut être réalisée par toute méthode et dispositif connus de l’homme du métier à cet effet, par exemple par trempage de l’assemblage de fibres dans un bain liquide d’imprégnation ou injection de la composition précurseur dans l’assemblage de fibres, sous forme liquide ou sous forme de poudre, au moyen d’un dispositif d’injection ou de pulvérisation approprié.
Préférentiellement, la composition d’imprégnation ne contient, outre la composition précurseur selon l’invention, aucun additif ou agent rhéologique susceptible d’interférer avec le sel organique d’un métal.
A tire d’exemple, l’imprégnation peut être réalisée par un dispositif d’injection comprenant une buse d’injection de diamètre compris entre 200 et 2000µm, avec un débit de composition d’imprégnation liquide compris entre 2 et 10 ml/s.
Les fibres mécaniquement résistantes mises en œuvre dans le procédé selon l’invention peuvent être de type organique ou minéral, telles notamment que des fibres d’aramide, des fibres de carbone, des fibres de verres, ou un mélange de ces fibres. Préférentiellement, il s’agit de fibres de carbone.
Ces fibres peuvent être agencées en unidirectionnel, en tissus de différents grammages et tissages, taffetas, sergé, satin, etc., utilisés seuls ou en associations, ou sous forme de feutres ou de non-tissés, à base de fibres courtes agglomérées.
Les fibres mécaniquement résistantes utilisées dans le procédé selon l’invention peuvent être courtes et/ou longues. Elles présentent par exemple une longueur comprise entre 10 et 20 cm. Ces fibres peuvent aussi bien être continues que discontinues.
Dans des modes de mise en œuvre particuliers de l’invention, les fibres mécaniquement résistantes représentent 10 à 70% en volume du volume total du pré-imprégné composite, ce pré-imprégné composite comprenant les fibres mécaniquement résistantes, le sel organique d’un métal et le polymère. Lorsque la composition précurseur utilisée pour imprégner les fibres est une suspension du sel organique d’un métal et du polymère dans un milieu liquide, ce taux volumique de fibres s’entend après l’étape b/ de séchage de la composition précurseur, après l’élimination du ou des solvants contenus dans la suspension.
Le pré-imprégné composite est ensuite soumis à l’étape c/ de traitement thermique du procédé selon l’invention, comprenant sa mise en forme.
Lors de cette étape de traitement thermique, il se produit, comme décrit ci-avant, la décomposition du sel organique d’un métal et le frittage des particules du métal sous forme métallique générées dans le matériau au cours de son élaboration. Lors de la deuxième phase de chauffage c2/, le polymère à l’état fondu, ou ramolli selon son état semi-cristallin ou amorphe, imprègne les fibres mécaniquement résistantes en même temps que le réseau tridimensionnel métallique. Après refroidissement, on obtient avantageusement un matériau polymère composite fibreux, électriquement conducteur, à faible taux de charge métallique, particulièrement adapté à une mise en œuvre dans les domaines de la construction aéronautique ou spatiale, pour ses propriétés combinées de légèreté, résistance mécanique et conductivité électrique.
Dans des modes de mise en œuvre particuliers de l’invention, une pluralité de pré-imprégnés composites conformes à l’invention, empilés les uns sur les autres de sorte à former une structure stratifiée, sont soumis simultanément à l’étape c/ de traitement thermique. Le procédé selon l’invention permet alors de fabriquer une structure composite tridimensionnelle, présentant la forme souhaitée, par exemple la forme d’une pièce d’aéronef.
Les pré-imprégnés composites mis en œuvre peuvent être identiques ou différents les uns des autres, notamment contenir des fibres de natures différentes, de longueurs différentes, et/ou assemblées selon différents agencements.
A titre d’exemple, les pré-imprégnés composites empilés les uns sur les autres peuvent consister chacun en une nappe unidirectionnelle, dans laquelle les fibres sont parallèles les unes aux autres, et être empilés de telle sorte que les nappes contigües s'étendent suivant des directions différentes en fonction des efforts que la pièce est destinée à subir lors de son utilisation.
Dans une variante de l’invention, au moins un pré-imprégné composite selon l’invention est inclus au sein d’un empilement de pré-imprégnés classiques pour la fabrication des matériaux composites fibreux, c’est-à-dire de pré-imprégnés ne contenant pas de sel organique d’un métal conforme à l’invention, et l’ensemble est soumis à l’étape c/ de traitement thermique, avec mise en forme, selon l’invention. Dans une telle configuration, au moins un pré-imprégné composite selon l’invention peut être localisé à l’extrémité de l’empilement, de sorte à ce que le matériau formé selon l’invention, comprenant un réseau tridimensionnel du métal sous forme métallique dans son volume, constitue une couche de surface de la pièce obtenue.
Tout autre configuration de l’empilement de pré-imprégnés composites est bien entendu possible dans le cadre de l’invention.
Un autre aspect de l’invention concerne un matériau polymère composite, du type comprenant une charge électriquement conductrice dans une matrice polymère, obtenu par un procédé selon l’invention, ce procédé répondant à l’une ou plusieurs des caractéristiques ci-avant.
Selon la présente invention, la matrice polymère est formée en polymère(s) thermoplastique(s). La charge électriquement conductrice de ce matériau comprend, et de préférence consiste en, des particules d’argent métallique et/ou des particules de cuivre métallique, l’ensemble de ces particules étant frittées et formant un réseau tridimensionnel s’étendant dans la matrice polymère, dans tout le volume de cette dernière, le taux volumique total d’argent et/ou de cuivre étant compris entre 1,1 et 10% par rapport au volume total du matériau polymère composite. Le matériau polymère composite selon l’invention présente en outre de préférence un taux de porosité inférieur à 10%.
Le matériau polymère composite selon l’invention présente avantageusement une conductivité électrique supérieure ou égale à 1S/m, notamment comprise entre 1 et 103S/m.
Il peut avoir été mis en forme selon toute forme souhaitée, par exemple sous forme d’un film ou d’une couche au sein d’une structure composite stratifiée, ce film ou cette couche étant de préférence d’épaisseur supérieure ou égale à 100μm.
Le matériau polymère composite selon l’invention peut présenter toute caractéristique décrite ci-avant en référence au procédé selon l’invention.
En particulier, au moins un polymère thermoplastique de la matrice polymère est de préférence choisi parmi les polyaryléthercétones. Préférentiellement, l’ensemble des polymères thermoplastiques de la matrice polymère sont choisis parmi les polyaryléthercétones.
Le matériau selon l’invention peut être du type fibreux, c’est-à-dire contenir des fibres mécaniquement résistantes enrobées dans la matrice polymère.
Le taux volumique de telles fibres dans le matériau peut être compris entre 10 et 70%, par rapport au volume total du matériau.
Le taux volumique de telles fibres dans le matériau peut être compris entre 10 et 70%, par rapport au volume total du matériau.
Les fibres mécaniquement résistantes peuvent être de type organique ou minéral, telles notamment que des fibres d’un aramide, des fibres de carbone, des fibres de verres, ou un mélange de ces fibres. Ces fibres peuvent être agencées en unidirectionnel dans le matériau, en tissus de différents grammages et tissages, taffetas, sergé, satin, etc., utilisés seuls ou en associations, ou sous forme de feutres ou de non-tissés, à base de fibres courtes agglomérées.
Le matériau selon l’invention peut contenir un empilement de tels agencements de fibres, cet empilement étant englobé dans une matrice de polymère globale. Le réseau tridimensionnel d’argent peut s’étendre dans tout le volume du matériau, ou uniquement au niveau de couches localisées de ce matériau, notamment de couches de surface de ce matériau.
Le taux volumique de polymère(s) thermoplastique(s) dans le matériau est préférentiellement compris entre 20 et 60%, par rapport au volume total du matériau.
Un autre aspect de l’invention concerne l’utilisation d’un matériau polymère composite selon l’invention pour fabriquer une structure composite, en particulier une structure composite stratifiée.
L’invention concerne ainsi également une structure composite, notamment de type structure stratifiée, comportant au moins une couche de surface en matériau polymère composite selon l’invention, ce matériau polymère composite pouvant aussi bien être fibreux que non fibreux, c’est-à-dire comportant essentiellement des particules d’argent et/ou de cuivre frittées sous forme de réseau tridimensionnel et la matrice polymère.
La structure composite selon l’invention peut comporter, ou consister en, une pluralité de couches en matériau polymère composite selon l’invention, lesdites couches étant liées entre elles, et aux autres couches éventuelles du matériau, par la matrice polymère jouant le rôle de colle structurale.
La structure composite selon l’invention peut être fabriquée par empilement dans une préforme de pré-imprégnés composites, dont certains, ou l’ensemble, peuvent être des pré-imprégnés composites selon l’invention, et le cas échéant dépôt sur cet empilement d’une couche de composition précurseur selon l’invention; et mise en œuvre, pour l’ensemble ainsi formé, de l’étape c/ de traitement thermique selon l’invention, comprenant le mise en forme du matériau pour obtenir la structure composite de forme souhaitée.
Les pré-imprégnés composites empilés les uns sur les autres peuvent être identiques ou différents les uns des autres, notamment contenir des fibres de nature différentes, de longueurs différentes, et/ou assemblées selon différents agencements. Ils peuvent par exemple consister chacun en une nappe unidirectionnelle et être empilés de telles sorte que les nappes contigües s'étendent suivant des directions différentes.
La présente invention concerne également l’utilisation d’un matériau polymère composite selon l’invention ou d’une structure composite selon l’invention dans le domaine de la construction aéronautique et spatiale, ou dans tout autre domaine dans lequel la capacité de conductivité électrique du matériau polymère composite selon l’invention peut être mise à profit.
Le matériau polymère composite selon l’invention peut notamment être utilisé pour la fabrication de pièces aéronautiques, telles que des capotages, de fils polymères conducteurs, pouvant par exemple être utilisés pour la protection contre la foudre, pour le blindage électromagnétique, etc.
Plus particulièrement, selon la stratégie d’intégration du matériau polymère composite selon l’invention dans des structures composites, le matériau selon l’invention peut par exemple être utilisé pour:
- améliorer la résistance à la foudre des structures d’aéronefs telles que les structures de fuselage. Pour une telle application, le matériau selon l’invention est notamment utilisé pour constituer une couche de surface des pièces, sous forme fibreuse ou non fibreuse;
- améliorer la résistance à l’étincelage dû à la présence d’un pont isolant entre deux entités conductrices dans une structure, par exemple une structure d’aéronef;
- diminuer les risques de décharges par accumulation de charges électrostatiques, par exemple due au frottement de l’air, en intégration surfacique ou volumique au sein de la pièce.
- améliorer la résistance à la foudre des structures d’aéronefs telles que les structures de fuselage. Pour une telle application, le matériau selon l’invention est notamment utilisé pour constituer une couche de surface des pièces, sous forme fibreuse ou non fibreuse;
- améliorer la résistance à l’étincelage dû à la présence d’un pont isolant entre deux entités conductrices dans une structure, par exemple une structure d’aéronef;
- diminuer les risques de décharges par accumulation de charges électrostatiques, par exemple due au frottement de l’air, en intégration surfacique ou volumique au sein de la pièce.
Les caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lumière des exemples de mise en œuvre ci-après, fournis à simple titre illustratif et nullement limitatifs de l’invention, avec l’appui des figures 1 à 7, dans lesquelles:
A/E XEMPLE 1– Matériaux composites à base d’argent et de PEKK
Des matériaux polymères composites conformes à l’invention ont été préparés à partir de:
- oxalate d’argent Ag2C2O4 (OA), de température de décomposition comprise entre 145°C et 175°C, sous forme de bâtonnets de facteur de forme compris entre 5 et 10, de dimensions comprises entre 2 et 20mm pour la longueur et entre 0,5 et 4mm pour la largeur;
- et de polymère thermoplastique semi-cristallin Poly-éther-cétone-cétone (PEKK) sous forme de poudre de granulométrie comprise entre 0,7 et 70 μm, commercialisé par Arkema KEPSTAN® 7003, de température de fusion de 330°C et de température de transition vitreuse (Tg)de 162°C.
- oxalate d’argent Ag2C2O4 (OA), de température de décomposition comprise entre 145°C et 175°C, sous forme de bâtonnets de facteur de forme compris entre 5 et 10, de dimensions comprises entre 2 et 20mm pour la longueur et entre 0,5 et 4mm pour la largeur;
- et de polymère thermoplastique semi-cristallin Poly-éther-cétone-cétone (PEKK) sous forme de poudre de granulométrie comprise entre 0,7 et 70 μm, commercialisé par Arkema KEPSTAN® 7003, de température de fusion de 330°C et de température de transition vitreuse (Tg)de 162°C.
A.1/Préparation de compositions précurseur
Différentes compositions précurseur (P1, P2, P3, P4 et P5) ont été préparées comme suit. A cet effet, des particules d’oxalate d’argent (OA) et du PEKK sont dispersés dans l’éthanol, à raison de5% en poids de mélange OA + PEKK par rapport au poids total de la dispersion, dans les différentes quantités indiquées dans le tableau 1. Dans ce tableau, le % en poids d’argent est calculé par rapport au poids total du mélange «argent + PEKK» final dans le matériau, et le % en volume d’argent est calculé par rapport au volume total du mélange «argent + PEKK» final dans le matériau.
| Composition | Masse de PEKK (g) | Masse d’OA (g) | Argent (%p/p) | Argent (%v/v) |
| P1 | 4 | 0,115 | 2,0 | 0,25 |
| P2 | 4 | 0,230 | 3,9 | 0,5 |
| P3 | 4 | 0,580 | 9,3 | 1,25 |
| P4 | 4 | 1,175 | 17,3 | 2,5 |
| P5 | 4 | 2,413 | 30,0 | 5 |
Tableau 1– Compositions précurseurs testées
La désagglomération des particules contenues dans les suspensions ainsi obtenues a été effectuée à l’aide d’un bain à ultrasons à une fréquence de37kHz à une puissance de80 W pendant5 min, sous agitationmanuelle.
L’éthanol a été évaporé sous agitation constante de 150 tours/min au moyen d’un évaporateur rotatif sous pression réduite de 160mbar à la température de 60°C.
Pour chaque composition précurseur, on a obtenu une poudre sèche et homogène présentant une pré-dispersion statistique des deux constituants.
A.2/Traitement thermique et mise en forme
Les compositions précurseurs ont été positionnées dans une presse à plateaux chauffants et préalablement densifiées à température ambiante dans un cadre de 125mmx125mm et de 300µm d’épaisseur, en appliquant une pression de 10± 3 bars.
Un traitement thermique selon le profil montré sur lafigure 1a ensuite été appliqué aux compositions précurseurs dans la presse à plateaux chauffants. Dans une première phase de chauffage, une montée en température a été appliquée depuis la température ambiante, d’environ 20°C, jusqu’à 375°C. Au cours de cette montée en température, 4 paliers de 5 min chacun ont été appliqués, respectivement à 100°C, 150°C, 200°C et 250°C. Cette première phase a permis la décomposition intégrale de l’oxalate d’argent, et de manière graduelle l’évacuation du CO2généré à travers le matériau, ainsi que le frittage de l’argent métallique formé, permettant de créer un réseau tridimensionnel d’argent métallique dans le matériau.
Le mélange polymère/argent a ensuite été maintenu, dans une deuxième phase de chauffage, à une température de 375°C (température optimale de mise en œuvre du polymère) pendant 10 min. Pendant cette phase, une compression par pressage a été appliquée pour mise en forme du matériau, à une pression de 10± 3bars. Au cours de cette phase, le polymère à l’état fondu a imprégné le réseau tridimensionnel d’argent métallique.
Une phase de refroidissement a ensuite été appliquée, en maintenant la pression, à une vitesse de 6°C/min environ, jusqu’à 65°C.
Au final, des échantillons de matériau composite de PEKK/Ag (polymère chargé en argent massif) ont été obtenus.
A.3/Caractérisation des matériaux composites
Les échantillons de matériaux obtenus se présentent sous forme de films d’épaisseur moyenne de 230 μm.
Des observations au microscope optique, en lumière traversante et en observation surfacique, ont été réalisées. Lafigure 2(lumière traversante) et lafigure 3(observation surfacique) montrent les images obtenues pour l’échantillon obtenu à partir de la composition précurseur P5, à une teneur en argent de 5% v/v.
Ces images mettent en évidence une distribution relativement homogène de l’argent dans le matériau. Les particules d’argent à l’état fritté forment un réseau tridimensionnel s’étendant dans tout le volume du matériau. Par ailleurs, on n’observe pas de porosité au sein du matériau. Le taux de porosité est proche de 0.
Une observation des matériaux par microscope électronique à balayage (MEB) en mode électrons rétrodiffusés met en évidence la mise en place de sous-ensembles d’argent massif, preuve du bon frittage de l’argent pendant l’étape de décomposition et consolidation, comme montré sur lafigure 4pour l’échantillon obtenu à partir de la composition précurseur P5. Un courant électrique pourra ainsi se propager aisément dans ces sous-ensembles.
Une étude de micro-tomographie de fluorescence X a été réalisée avec un dispositif Nanotom® 180 (Phoenix/GE). Des échantillons de quelques mm3ont été analysés avec une cible de tungstène en utilisant une tension de 80kV, une intensité de 110μA et un temps d'exposition de 1s par projection. La reconstruction du volume a été faite à l'aide du logiciel DATOS-X et le traitement des images avec le logiciel VG studio Max 2.1.
Un exemple d’image obtenue, pour l’échantillon obtenu à partir de la composition précurseur P4, de teneur en argent 2,5% v/v, est montré sur lafigure 5. Sur cette image, l’argent est représenté par les zones les plus claires. La matrice organique correspond quant à elle aux régions les plus sombres. Cette image obtenue par tomographie révèle l’existence de réseaux d’argent tridimensionnels par lesquels le transport des électrons peut s’effectuer.
La conductivité électrique des échantillons de matériaux a été déterminée comme suit.
Des mesures de résistance électrique ont été effectuées dans l’épaisseur de chaque échantillon de matériau sur une surface de 15x15 mm². Les surfaces de l’échantillon ont été préalablement métallisées par une couche d’or de 10 à 20nm d’épaisseur pour favoriser les contacts électriques. La résistance de l’échantillon a été mesurée au moyen d’un milliohmmètre dans une configuration 4 fils.
La conductivité électrique est déterminée par l’équation:
dans laquelle δ représente la conductivité électrique (S/m), l représente l’épaisseur de la plaque d’échantillon de matériau (m), R représente la résistance mesurée (Ω) et S représente la surface de contact (m2).
Les résultats obtenus, pour chaque échantillon de matériau, sont indiqués dans le tableau 2.
| Composition précurseur | P1 | P2 | P3 | P4 | P5 |
| Argent (% v/v) | 0,25 | 0,5 | 1,25 | 2,50 | 5,00 |
| Conductivité électrique (S/m) | 1,4 +/- 0,7.10-8 | 6,0 +/- 3,0.10-7 | 2,2 +/- 1,4 | 89 +/- 16 | 292 +/- 70 |
Tableau 2– conductivité électrique des matériaux
Ces valeurs sont particulièrement élevées, pour des charges d’argent très basses.
La conductivité du PEKK est de l’ordre de 10-14S/m. Une transition isolant-conducteur (saut de conductivité de plusieurs décades) du matériau est observée entre 0,5 % v/v et 1,25 % v/v. Ce comportement est lié au phénomène de percolation électrique. Grâce aux résultats expérimentaux, en appliquant la loi de puissance de la conductivité électrique des particules au-dessus du seuil de percolation décrite dans la publication de Kirkpatrick Rev. Mod. Phys. 1973, 45(4), 574–588, un seuil de percolation de l’ordre de 1,1%v/v a été déterminé, soit 8,3 % p/p d’argent. Au-delà du seuil de percolation, la conductivité atteint une valeur maximale de l’ordre de 292+/-70S/m pour 5 % v/v, soit 30,0 % p/p, d’argent.
B/E XEMPLE 2– Matériau à base d’argent, de PEKK et de fibres de carbone
Un matériau polymère composite fibreux conforme à l’invention a été préparé à partir de particules d’oxalate d’argent et de PEKK décrits dans l’exemple 1, ainsi que de fibres de carbone HexTow® AS4D, sous forme de mèches de 12000 monofilaments, de diamètre de filament 6,7µm, de longueur 4,74 m.
B.1/Exemple comparatif– Matériau composite à base de fibres de carbone et PEKK
A titre comparatif, un matériau a été préparé par un procédé ne mettant pas en œuvre d’oxalate d’argent.
Dans une première étape, la poudre de PEKK a été mise en suspension dans l’éthanol à une concentration massique de 5%. L’homogénéisation de la suspension a été réalisée grâce à un bain à ultrasons à une fréquence comprise entre 20kHz et 150kHz, à une puissance comprise entre 50W et 150W pour un temps compris entre 1 et 10 min.
Une mèche de fibres de carbone (FC) de 15cm de longueur fixée par une extrémité et maintenue en position verticale, a été imprégnée par 20ml de la suspension de PEKK dans l’éthanol, par injection en voie liquide au moyen d’un dispositif d’imprégnation comprenant une seringue, à travers une buse de 800µm de diamètre, avec un débitde 5 ml/s.
La mèche imprégnée a ensuite été laissée sécher à température ambiante, dans l’air ambiant, pendant environ 5min.
Les fibres de carbone imprégnées par le PEKK ont ensuite été positionnées dans un moule de dimensions 1cmx10cmx150µm d’une presse à plateaux chauffants. Le cycle thermique employé a été le suivant: après une première phase de montée en température depuis la température ambiante jusqu’à 375°C en 12min, la température a été maintenue à 375°C pendant 10 min, au cours desquelles il a été appliqué une compression à une pression de 10bars. Cette pression a été maintenue pendant la phase de refroidissement ultérieure, réalisée à une vitesse de 10 °C/min, jusqu’à environ 65°C.
Au final, un échantillon de composite FC/PEKK massif d’environ 130µm d’épaisseur a été obtenu.
Le taux des fibres de carbone dans ce composite FC/PEKK a été déterminé à partir de la masse et de la longueur de l’échantillon, en négligeant la porosité de ce dernier, sur la base d’une masse linéique d’1m de fibres de carbone égale à 0,765g.
L’échantillon composite élaboré avait une longueur de 10cm et un poids de 0,13210g. La masse de fibres de carbone étant de 0,0847g (la densité de fibre de carbone étant de 1,79g/cm3), un taux volumique de fibres de carbone de 51,1%v/v a ainsi été déterminé.
Des mesures de résistance électrique ont été effectuées dans le sens de l’épaisseur du matériau sur une surface de 10x15mm², comme décrit dans l’Exemple 1. On en déduit que la conductivité électriquetransverse du composite FC/PEKK est de l’ordre de (1,4+/- 0,7).10-2S.m-1. Cette valeur est la référence pour la comparaison avec le composite chargé en argent dans l’exemple suivant.
B.2/Matériau composite à base de fibres de carbone, d’argent et de PEKK
Un matériau composite fibreux conforme à l’invention a été préparé de la façon suivante.
Dans une première étape il a été préparé une suspension de PEKK et d’oxalate d’argent (avec 5%v/v d’argent dans le PEKK) dans l’éthanol, avec une concentration massique de mélange d’oxalate d’argent et PEKK de 5% dans l’éthanol.
L’homogénéisation de cette suspension a été réalisée dans un bain à ultrasons à une fréquence comprise entre 20kHz et 150kHz à une puissance comprise entre 50W et 150W pendant 1 à 10 min. Une mèche de fibres de carbone de 15cm de longueur a été imprégnée par cette suspension, comme décrit dans l’Exemple comparatif ci-avant.
Les fibres de carbone imprégnées du mélange (PEKK + oxalate d’argent) ont ensuite été positionnées dans un moule de dimensions 1cmx10cmx150µm, d’une presse à plateaux chauffants. Un cycle de traitement thermique / mise en forme tel que décrit dans l’Exemple 1, et montré sur la figure 1, a été utilisé pour assurer la décomposition de l’oxalate d’argent avant l’étape de pressage et de mise en forme, le frittage des particules d’argent métallique générées, puis l’imprégnation du réseau tridimensionnel d’argent métallique et des fibres de carbone par le polymère à l’état fondu.
Au final, un échantillon de matériau composite fibreux FC/PEKK/Ag massif, de 150µm d’épaisseur, a été obtenu.
Cet échantillon de matériau a été caractérisé.
L’observation par un microscope électronique à balayage (MEB) en mode électrons rétrodiffusés a mis en évidence des agrégats d’argent massif, comme montré sur lafigure 6, preuve du bon frittage de l’argent pendant l’étape de décomposition et consolidation. On observe que la morphologie des agrégats de particules d’argent du composite FC/PEKK/Ag est similaire à celle des agrégats du composite Ag/PEKK de l’Exemple 1.
Des mesures de résistance électrique ont été effectuées dans l’épaisseur du matériau sur une surface de 10x15 mm², comme décrit dans l’Exemple 1.
On a ainsi déterminé que la conductivité électrique du composite FC/PEKK/Ag est égale à (72 +/- 15) S.m-1dans le sens transverse de la fibre de carbone, soit plus de 5000 fois la valeur de référence (fibres de carbone et PEKK sans argent). Cette augmentation de la conductivité globale du matériau est due à l’augmentation de la conductivité électrique de la matrice polymère causée par la présence en son sein du réseau tridimensionnel d’argent.
Le taux d’argent dans le matériau polymère composite fibreux FC/PEKK/Ag a été déterminé. A cet effet, un échantillon de matériau prélevé de la plaque élaborée a été soumis à analyse thermogravimétrique (ATG) dans l’air. Le protocole employé a été un balayage en température entre 35°C et 900°C à 10°C/min. Le thermogramme associé est montré sur lafigure 7. A la fin de l’essai, on constate que les fibres de carbone et le polymère sont totalement dégradés. La masse restante correspond à l’argent contenu dans le matériau. Le taux d’argent dans le matériau composite FC/PEKK/Ag ainsi déterminé est égal à 14,5% p/p, soit 2,6% v/v. On détermine aussi que le taux volumique de fibres de carbone dans le matériau composite est de 65,2%.
Claims (20)
- Procédé de préparation d’un matériau polymère composite solide comprenant une charge électriquement conductrice dans une matrice polymère, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes successives suivantes:
a/ la formation d’une composition précurseur dudit matériau composite, comprenant le mélange de particules d’au moins un sel organique d’un métal choisi parmi l’oxalate d’argent, l’oxalate de cuivre et le formiate de cuivre, ledit sel organique d’un métal ayant une température de décomposition, et d’un polymère thermoplastique semi-cristallin présentant une température de fusion supérieure à ladite température de décomposition dudit sel organique d’un métal et/ou d’un polymère thermoplastique amorphe présentant une température de transition vitreuse supérieure à ladite température de décomposition dudit sel organique d’un métal moins 100°C,
b/ le cas échéant, le séchage de ladite composition précurseur,
c/ un traitement thermique de ladite composition précurseur, comprenant:
c1/ une première phase de chauffage à une température supérieure à la température de décomposition dudit sel organique d’un métal, et inférieure à la température de fusion dudit polymère thermoplastique semi-cristallin et/ou à la température de transition vitreuse dudit polymère thermoplastique amorphe plus 100 °C, de sorte à provoquer la décomposition dudit sel organique d’un métal et la formation de particules dudit métal sous forme métallique dans la composition précurseur,
c2/ une deuxième phase de chauffage à une température supérieure ou égale à la température de fusion dudit polymère thermoplastique semi-cristallin et/ou à la température de transition vitreuse dudit polymère thermoplastique amorphe plus 100°C, dite température de plateau, pendant une durée d’au moins 5minutes, simultanément à la mise en forme du matériau polymère composite formé par compression à une pression d’au moins 5bars,
c3/ et une phase de refroidissement jusqu’à une température inférieure à la température de transition vitreuse dudit polymère thermoplastique. - Procédé de préparation d’un matériau selon la revendication 1, selon lequel ladite composition précurseur contient entre1,1 et 5,0% en volume dudit métal/du mélange desdits métaux, par rapport au volume total dudit métal/du mélange desdits métaux et de polymère(s) thermoplastique(s).
- Procédé de préparation d’un matériau selon l’une des revendications 1 ou 2, selon lequel la taille des particules du sel organique d’un métal est comprise entre 0,05 et 200μm.
- Procédé de préparation d’un matériau selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, selon lequel le polymère thermoplastique est choisi parmi les polyaryléthercétones.
- Procédé de préparation d’un matériau selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, selon lequel le polymère thermoplastique se présente sous forme de poudre, de granulométrie préférentiellement comprise entre 0,5 et 100μm.
- Procédé de préparation d’un matériau selon la revendication 5, selon lequel l’étape a/ de formation de la composition précurseur comprend une étape a1/ de préparation d’une suspension de particules du sel organique d’un métal et du polymère thermoplastique dans un milieu liquide, suivie, le cas échéant, d’une étape a2/ de désagglomération des particules contenues dans ladite suspension.
- Procédé de préparation d’un matériau selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, selon lequel, dans l’étape c/ de traitement thermique, la première phase de chauffage c1/ comprend une montée en température jusqu’à ladite température de plateau, selon un profil tel que la durée de montée en température entre les températures de 90°C et 250°C est supérieure ou égale à 10minutes, de préférence supérieure ou égale à 30minutes.
- Procédé de préparation d’un matériau selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, selon lequel, dans l’étape c/ de traitement thermique, la deuxième phase de chauffage c2/ est réalisée à une température supérieure ou égale à 300°C, de préférence comprise entre 360 et 385°C.
- Procédé de préparation d’un matériau selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, selon lequel la compression est maintenue pendant au moins une partie de la phase c3/ de refroidissement.
- Procédé de préparation d’un matériau selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, comprenant une étape d’imprégnation d’un assemblage de fibres mécaniquement résistantes par ladite composition précurseur préalablement à l’étape c/ de traitement thermique de ladite composition précurseur, de sorte à former, le cas échéant après ladite étape b/ de séchage, un pré-imprégné composite.
- Procédé de préparation d’un matériau selon la revendication 10, selon lequel lesdites fibres mécaniquement résistantes sont choisies parmi les fibres de carbone, les fibres de verre et les fibres d’aramide, ou l’un quelconque de leurs mélanges.
- Procédé de préparation d’un matériau selon l’une des revendications 10 ou 11, selon lequel lesdites fibres mécaniquement résistantes représentent 10 à 70% en volume du volume total dudit pré-imprégné composite.
- Procédé de préparation d’un matériau selon l’une quelconque des revendications 10 à 12, selon lequel une pluralité de pré-imprégnés composites empilés les uns sur les autres sont soumis simultanément à l’étape c/ de traitement thermique.
- Matériau polymère composite solide comprenant une charge électriquement conductrice dans une matrice polymère, caractérisé en ce que la matrice polymère est formée en polymère(s) thermoplastique(s), ladite charge électriquement conductrice comprend des particules d’argent métallique et/ou des particules de cuivre métallique, lesdites particules étant frittées et formant un réseau tridimensionnel dans la matrice polymère, le taux volumique total d’argent et/ou de cuivre étant compris entre 1,1 et 10% par rapport au volume total dudit matériau polymère composite, et ledit matériau polymère composite présentant un taux de porosité inférieur à 10%.
- Matériau selon la revendication 14, dans lequel au moins un polymère thermoplastique de la matrice polymère est choisi parmi les polyaryléthercétones.
- Matériau selon l’une des revendications 14 ou 15, comprenant des fibres mécaniquement résistantes enrobées dans la matrice polymère.
- Matériau selon la revendication 16, comprenant 10 à 70% en volume desdites fibres mécaniquement résistantes, par rapport au volume total dudit matériau polymère composite.
- Matériau selon l’une des revendications 16 ou 17, dans lequel les fibres mécaniquement résistantes sont choisies parmi les fibres de carbone, les fibres de verre et les fibres d’aramide, ou l’un quelconque de leurs mélanges.
- Structure composite comportant une couche de surface en matériau polymère composite selon l’une quelconque des revendications 14 à 18.
- Structure composite selon la revendication 19, comportant une pluralité de couches en matériau polymère composite selon l’une des revendications 16 à 18, lesdites couches étant liées entre elles par ladite matrice polymère jouant le rôle de colle structurale.
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009054567A1 (fr) * | 2007-10-23 | 2009-04-30 | Cheil Industries Inc. | Composite polymère conducteur thermique et article utilisant ce composite |
| DE102008053797A1 (de) * | 2008-10-29 | 2010-05-06 | Lanxess Deutschland Gmbh | Thermoplastische Formmassen mit verbesserter thermischer Stabilität |
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| WO2017001805A1 (fr) * | 2015-07-01 | 2017-01-05 | H.E.F | Matériau composite conducteur élabore á partir de poudres revêtues |
| FR3042305A1 (fr) * | 2015-10-13 | 2017-04-14 | Arkema France | Procede de fabrication d'un materiau composite conducteur et materiau composite ainsi obtenu |
| WO2018120560A1 (fr) * | 2016-12-29 | 2018-07-05 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | Composite à base de polymère comprenant un réseau tridimensionnel de particules de charge et procédé de préparation associé |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009054567A1 (fr) * | 2007-10-23 | 2009-04-30 | Cheil Industries Inc. | Composite polymère conducteur thermique et article utilisant ce composite |
| DE102008053797A1 (de) * | 2008-10-29 | 2010-05-06 | Lanxess Deutschland Gmbh | Thermoplastische Formmassen mit verbesserter thermischer Stabilität |
| FR3023746A1 (fr) | 2014-07-21 | 2016-01-22 | Univ Toulouse 3 Paul Sabatier | Procede de preparation d'une structure composite stratifiee electriquement conductrice |
| WO2017001805A1 (fr) * | 2015-07-01 | 2017-01-05 | H.E.F | Matériau composite conducteur élabore á partir de poudres revêtues |
| FR3042305A1 (fr) * | 2015-10-13 | 2017-04-14 | Arkema France | Procede de fabrication d'un materiau composite conducteur et materiau composite ainsi obtenu |
| WO2018120560A1 (fr) * | 2016-12-29 | 2018-07-05 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | Composite à base de polymère comprenant un réseau tridimensionnel de particules de charge et procédé de préparation associé |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| BALBERG ET AL., PHYSICAL REVIEW B, vol. 30, 1984, pages 3933 |
| DATABASE WPI Week 201851, 2018 Derwent World Patents Index; AN 2018-525585, XP002799922 * |
| KIRKPATRICK, REV. MOD. PHYS., vol. 45, no. 4, 1973, pages 574 - 588 |
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