Une question qui revient très fréquemment concerne le comportement à la chaleur des plastiques, c’est-à-dire la notion de résistance à la chaleur des plastiques; comment se comporte un plastique lorsqu'il est exposé à des températures élevées? Lorsque l’on désire remplacer nos matériaux traditionnels par des plastiques de performance, il est primordial de prendre en considération un ensemble de facteurs. Dans le cadre de cet article, nous aborderons la résistance à la chaleur des matériaux plastiques. Dans l’optique de choisir le plastique qui sera le mieux adapté à notre besoin, on se doit de déterminer si notre pièce de plastique sera exposée de façon continue à des températures élevées. Si tel est le cas, il sera essentiel de savoir à quelles températures précisément sera exposée la pièce de plastique. On sera ainsi en mesure de faire un choix des plus éclairés en ciblant un plastique doté d’une résistance à la chaleur appropriée à son environnement.
Lorsqu’un plastique est exposé à la chaleur, celui-ci atteindra un point où ses propriétés commenceront à se dégrader et sa structure moléculaire en sera altérée. Par contre, avant que sa structure moléculaire ne soit affectée, le plastique possède tout de même une certaine stabilité qui variera grandement selon les matériaux plastiques ciblés. Cette stabilité réfère à l’intensité de chaleur à laquelle le plastique peut être soumis tout en conservant ses propriétés, sa structure moléculaire et sa résistance mécanique. On l’appelle la stabilité thermique du matériau.
Lorsque le plastique atteint sa température de fusion, celui-ci entamera un changement de phase, en passant de l’état solide à l’état liquide. Par contre, il est primordial de prendre en considération le fait que sa structure moléculaire peut être altérée même si le plastique n’a pas encore atteint sa température de fusion. En d’autres mots, même si le plastique n’a pas commencé à fondre, cela ne signifie pas pour autant que ses propriétés n’ont pas été modifiées. Bien avant la température de fusion, le plastique atteindra un degré de température qui affectera grandement sa résistance mécanique (température de transition vitreuse). Au-delà de cette température, les liaisons entre les molécules de plastique seront fragilisées. Des liaisons moléculaires affaiblies feront en sorte que le plastique ne sera plus en mesure de résister aux contraintes auxquelles il résiste normalement sans problème.
Contrairement à la croyance populaire, les plastiques sont des matériaux qui peuvent convenir à des environnements soumis à de très hautes températures. Lorsque l’on a besoin d’un matériau qui sera exposé de façon constante à des températures élevées, les plastiques de haute performance peuvent répondre à ces exigences sans que leur structure moléculaire en soit altérée. Ces plastiques seront en mesure de conserver leurs propriétés et leur robustesse même dans les environnements les plus exigeants. Les plastiques à haute résistance à la chaleur (ayant une stabilité thermique élevée) sont une catégorie de plastique ayant la capacité d’être exposée à des températures de plus de 149 °C (300 °F), et ce, durant de très longues périodes sans que leurs propriétés soient altérées. Quelques exemples de plastiques dotés d'une stabilité thermique très élevée :
PAI (POLYAMIDE-IMIDE)Il peut résister à des températures allant jusqu’à 270 °C (518 °F).
À l’épreuve des produits chimiques et doté d’une grande résistance mécanique.
PI (POLYIMIDE)
Il peut résister à des températures allant jusqu’à 300 °C (572 °F).
Résistant aux produits chimiques, à l’usure et aux radiations, il est très bien adapté aux environnements extrêmes.
PSU (POLYSULFONE)
Il conserve bien ses propriétés jusqu’à 177 °C (350 °F).
Résiste à la stérilisation, conforme aux normes de la FDA, excellent isolant électrique.
PEI ULTEM® (POLYÉTHERIMIDE)
Il peut résister à des températures allant jusqu’à 170 °C (338 °F).
Excellente usinabilité.