EoW March 2010

article technique

3 Résultats et discussion 3.1 Propriétés mécaniques

Propriétés

Unités

Spécifications

Résistance à la traction Allongement à rupture

[MPa]

11±2

[%]

200±15

Dureté

Shore A [N/mm]

75±5

Les propriétés principales ont été mesurées en conformité avec les normes décrites dans la spécification NEK 606. Le composé 5, préparé avec le polymère EVM contenant 70% de VA, présente la valeur de résistance à la traction mineure parmi la totalité des composés. Il s’agit d’une valeur limite et non souhaitable, une certaine marge pour la variation des propriétés étant requise à la suite du vieillissement et de l’immersion. Les valeurs de résistance à la traction des quatre composés supplémentaires sont comparables et sont comprises dans la même gamme (11 MPa). Le composé 1 présente des pro- priétés robustes de contrainte-déformation avec une valeur d’allongement de rupture élevée et une dureté mineure (Shore A), de la totalité de l’étude ( Tableau 3 ). Les composés 2 et 3, à base de mélanges de polymères, présentent des valeurs de résistance à la traction (TS) similaires, mais les valeurs d’allongement de rupture (EB)

Résistance à la déchirure

4-6

Essai de pliage à froid

[ºC] [%] [%]

@-40ºC Sans criques

Indice limite d’oxygène (LOI Vieillissement à l’air chaud

32

TS/EB ±30

Immersion en

[MPa]/[%] [MPa]/[%] [MPa]/[%] [MPa]/[%]

TS/EB ±40 V: 15

Immersion dans la boue à base d’huile Immersion dans la boue à base d’eau Immersion dans la boue à base d’ester

TS/EB ±30 W/V: 30

TS/EB ±25 W/V: 20/15 TS/EB ±25 W/V: 20/15

Mooney

ML

40=60

Essai vertical d’inflammabilité 20cm Tableau 1 ▲ ▲ : Propriétés principales décrites dans les normes relatives aux composées pour câbles offshore [cm]

Le tableau 2 illustre les formules des composés préparés avec un type de HNBR (ACN = 21%, RDB= 0,9%; ML1+4/100°C = 72±4 MU) et des types de EVM (teneur VA = 50±5 % et 70±5 % ; ML1+4100°C= 27±4 et 27±4 MU).

La structure principale saturée de la chaîne polymérique offre une excellente résistance EVM à l’ozone et aux agents atmosphériques. Ils présentent également une résistance à des températures élevées jusqu’à 175°C et une augmentation de la teneur en VA de 40% à 90% permet une amélioration considérable de la résistance déjà optimale à l’huile [5] . 1.2.2 Caoutchouc nitrilique hydrogéné Therban ® (HNBR) Le HNBR représente un polymère quasi idéal en ce qui concerne les critères de performance requis dans les environnements arctiques. Les excellentes propriétés de ce polymère résulte de la combinaison de la structure principale saturée avec un groupe latéral d’acrylnitril (ACN) inerte et hautement polaire. Cette association fournit les propriétés nécessaires à supporter la forte corrosion atmosphérique causée par l’ozone et par les rayons UV, à maintenir la flexibilité aux basses températures, à résister aux fluides et aux huiles hautement polaires, à résister aux températures élevées (jusqu’à 150°C) et à maintenir les performances des propriétés mécaniques [6] . Les propriétés de résistance aux basses températures et à l’huile des produits Therban ® sont étroitement liées à la teneur en acrylnitril (ACN) couvrant une gamme allant de 20% à 50% environ. Dans une série homologue de polymères HNBR il n’y a pas une relation étroite entre la température de transition vitreuse (T g ) et la teneur d’acrylonitrile (ACN), le processus vitreux étant également influencé par la cristallisation des séquences d’éthylène de plus de 8-12 groupes de CH 2 . Les copolymères caractérisés par une teneur en acrylonitrile inférieure à 37% sont partiellement cristallins aux basses températures [7] . 2 Expérimentation 2.1 Composés pour câbles pour plates-formes offshore dans les régions arctiques

Tableau 2 ▼ ▼ : Formulations à base de EVM et élastomères spécifiques de HNBR

Composition

1

2

3

4

5

THERBAN® LT 2007 (HNBR (ACN= 21%) LEVAPREN® 500 HV (EVM (VA=50%) LEVAPREN® 700 HV (EVM (VA=70%) APYRAL® 120 E (ATH BET= 12 m 2 /g) APYRAL® SM 200 (ATH BET= 22 m 2 /g)

100

50 50

50 50

100

80 60 10

80 60 10

80 60 10

80 60 10

100

70 10

BORATE DE ZINC

SILQUEST® RC-1 SILANE

2

GENIOSIL® XL 33

2

2

2

2

EDENOL® 888 (DOS)

10 10 1,4

10 10 1,4

10 10 1,4

10 10 1,4

10

DIPLAST® TM 8-10/ST (TOTM)

5

RHENOFIT DDA-70

1,4

STABAXOL® Poudre-P (PCD)

1 3 1 1 5 2

1 3 1 1 5 2

1 3 1 1 5 2

1 3 1 1 5 2

1 3 1 1 5 2

MAGLITE® DE (MgO) STÉARATE DE ZINC STÉARATE DE CALCIUM EDENOR® C 18 98-100

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

CORAX® N 550/30 ( Noir de Carbone )

RHENOFIT® TRIM/S

PERKADOX® 14-40 B-PD

6,5

6,5

6,5

6,5

6,5

Total

294,4 1,453

294,4 294,40 294,40 319,40

Densité

1,468

1,560

1,484

1,609

Tableau 3 ▼ ▼ : Propriétés mécaniques des composés développés

Propriétés mécaniques Résistance à la traction (MPa) Allongement à rupture (%)

1

2

3

4

5

11,1 384

11,0 270

11,7 236

11,5 251

8,5

265

M 50 (MPa) M 100 (MPa)

1,8 4,0 65

2,5 5,9 69 3,2

3,1 7,3 76 3,2

2,8 6,4 73 4,1

3,0 6,2 76 3,9

Dureté Shore A at 23˚

Résistance à la déchirure ASTM D-470 6,4

200

EuroWire – Mars 2010