Araldite

Araldite est le nom déposé d'une colle à deux composants, constituée d'une résine époxyde et d'un un agent polymérisant, le 1,4,7,10-tétraazadécane. Au contact de ces deux composants, un polyépoxyde est formé.

Historique

Cette marque commercialisée en 1946 par la firme chimique Ciba, puis intégrée au groupes Ciba-Geigy suite à la fusion des deux groupes, puis au groupe Ciba Spécialités Chimiques, ensuite par la société Vantico issue d'un MBO; appartient aujourd'hui au groupe Huntsman. L'année suivante, en 1947, Ciba rachète la firme Aéro Research Ltd. déjà active depuis 1934 dans le domaine des adhésifs époxy destinés à l'aéronautique. On peut donc penser que le produit existait déjà dès le milieu des années 1930, mais qu'il n'avait pas encore atteint le grand public. La firme RCA l'a utilisé par exemple pour fabriquer les premiers boîtiers de leurs transistors, à la fin des années 1940.

Utilisation

L'utilisation pratique du produit consiste à mélanger à parts égales les deux composants. Une résine semi-transparente et très visqueuse, qui durcit en quelques heures à température ambiante, est obtenue. Il y a formation d'un polymère. Il est possible d'accélérer la prise en chauffant si les pièces à réunir le supportent. On trouve aujourd'hui plusieurs variantes, dont une à prise rapide (un quart d'heure) et une version transparente, moins résistante toutefois que la variante d'origine.

Le contenant, formé de deux tubes de plastique parallèles contenant chacun un des composants de l'Araldite, se ferme avec un bouchon muni d'un détrompeur. En effet, le contenant fermé dépose sur une partie du bouchon de la résine et sur l'autre partie, du durcisseur.

Une anecdote non vérifiée prétend que des doses massives d'Araldite auraient été utilisées pour consolider le célèbre pont du Gard (France) par injection dans les fissures^{[réf. nécessaire]}.

La marque

Araldite est un nom commercial désignant diverses matières plastiques à base de résines époxydes appartenant à Hunstman Advanced Materials (Larousse, 2002) (Huntsman advanced materials, 2006) (Termium Plus, 1998) (Keller, 2004). Araldite est actuellement une marque enregistrée de Huntsman Advanced Materials. Cependant, Hunstman Advanced Materials est une division de Hunstman et qu’Hunstman était nommé auparavant Ciba Specialty Chemicals (Huntsman Advanced Materials, 2006).

Composition

La résine époxyde (DGEBA)

Il existe plusieurs types de résines époxydes comme par exemple les résines époxydes liquides et les résines époxydes solides. Une résine époxyde liquide (REL) peut être considérée comme le diglycidyléther du bisphénol A (DGEBA) brut dans lequel le degré de polymérisation est d’environ 0,2 (Pham, 2005). L’équivalent d’Araldite pour un DGEBA est la résine époxyde GY 6010 à partir de laquelle plusieurs variations sont formées (Flick, 1991) (Hunstman Advanced Materials). La synthèse du DGEBA repose sur la réaction entre l’épichlorhydrine (C₃H₅ClO) et le bisphénol A (CH₃)₂C(C₆H₄OH)₂ en présence d’hydroxyde de sodium.

La fabrication du DGEBA nécessite de l'épichlorhydrine et du bisphénol A, que l'on chauffe en présence NaOH. L’épichloridrine est ensuite reprise par distillation. On utilise aussi du toluène ou de la butanone pour séparer le NaCl qui s’est formé durant la réaction. Le poids équivalent époxyde obtenu dépend du rapport d’épichlorhydrine et de bisphénol A initialement inséré dans le réacteur. La pureté de l’épichlorhydrine diminue le poids équivalent de l’époxyde. Si on n’arrête pas la réaction décrite ci-haut, elle peut continuer pour donner des polymères qui ont un poids moléculaire moyen plus élevé (Irfan, 1998).

Propriétés

En réalité, le DGEBA sert de solution de base pour fabriquer des colles en y ajoutant plusieurs additifs pour obtenir les propriétés voulues. Ainsi, un durcisseur, un diluant, un accélérateur, un plastifiant, un « filler » ou encore un modificateur de résine peuvent être utilisés pour modifier les propriétés de base du DGEBA (Haller, 2000). Tous ces additifs ont leurs particularités et leurs spécificités et pourraient donc tous constituer à eux seuls le sujet d’un article. Ainsi, afin de ne pas s’éloigner du sujet principal, il sera question, dans cette section, des propriétés relatives aux résines époxydes liquides Araldite ainsi que de propriétés relatives au DGEBA traité avec les additifs les plus couramment utilisées avec elles. Rappel : L’Araldite GY-6010 est l’équivalent du DGEBA non modifié.

Limite d’élasticité de l’Araldite GY-6010 traité avec différentes amines. (Résultats obtenue selon la norme ASTM D638)(Gutierrez, 1996)

	Contrainte (MPA)	Allongement (%)	Limite d’élasticité (MPA)
GY-6010 + 4chlorine	512	1.9	25.3
GY-6010 + orto	47,4	2,6	21,5
GY-6010 + 3sulphone	92.7	4.6	25.7

La viscosité des résines époxydes diminue lorsque la température augmente, et la viscosité d'une résine qui a un moins grand poids par époxide qu'une autre est plus petite.

Propriétés des principales résines époxydes liquides Araldite dérivées de la GY-6010 (Flick, 1991)

	Viscosité (cp)	Poids équivalent époxyde	Couleur (gardner)	Description
GY-6010	11000-14000	182-192	1	Résine liquide de base
GY-225	12000-20000	189-200	-	Utilisé pour : -les bâtis – les composants électriquement isolés – applications structurales de hautes résistance
GY-506	500-700	172-185	1	S’imprègne bien
GY-9513	500-700	196-212	1	Toxicité moindre que les autres résines époxy modifiées
GY-9579	12000-14000	182-192	2	Pour l’enroulement de bâtis et de filament

Annexes

Bibliographie

Sur Internet

• Flick, E.W. (1991), section VI epoxy systems and related products, Industrial Synthetic Resins Handbook (2nd Edition), consulté le 6 décembre, sur le site Knovel
• Goodman, S.H. (1998) Epoxy Resins, Handbook of Thermoset Plastics (2nd Edition), consulté le 6 décembre 2006, sur le site knovel
• Gutierrez C., Mart’nez-Ruvalcaba A., Michel-Valdivia E., Gonz‡lez-Romero VM, (1996), Effects of the exposure of an epoxy resin to chemicals on its mechanical properties, ANTEC 1996 Plastics: Plastics - Racing into the Future, Volume 1: Processing, consulté le 6 décembre 2006, sur le site knovel
• Haller W., Onusseit H., Gruber W., Rich R., Hoffman H., Dausmann D., et al. (2000). Adhesives, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, sur le site interscience
• Hunter lab, ASTM D6166 Gardner Index, consulté le 6 décembre 2006, sur le site Hunterlab
• Huntsman Advanced Materials, Energy in Motion, consulté le 6 décembre 2006, sur le site huntsman
• Huntsman Advanced Materials, History, consulté le 6 décembre 2006, sur le site huntsman
• Huntsman Advanced Materials, Price, consulté le 6 décembre 2006, sur le site huntsman
• Huntsman Advanced Materials, Structural Adhesives sur le site huntsman
• Irfan, M.H., (1998), chemistry of polymers, Chemistry and Technology of Thermosetting Polymers in Construction Application, consulté le 6 décembre 2006, sur le site knovel
• Licari, J., Swanson, D. (2005), Chemistry, Formulation, and Properties of Adhesives, Adhesives Technology for Electronic Applications - Materials, Processes, Reliabilit, consulté le 6 décembre 2006, sur le site knovel
• Pham, H. & Marks, M. (2005). Epoxy Resins, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, consulté le 6 décembre 2006, sur le site interscience
• Plastics Design Library Staff, (1997), adhesive and solvent bonding, Handbook of Plastics Joining, consulté le 6 décembre 2006, sur le site knovel
• Technolex (1998) Comprehensive index: product type & page location, Thermoset Resins for Composites - Directory & Databook (2nd Edition), consulté le 6 décembre 2006, sur le site knovel
• (1998) Araldite, Termium Plus, consulté le 6 décembre 2006, sur le site Termium Plus
• adhesive Yorkgitis, E. (2002). Adhesives Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, consulté le 6 décembre 2006, sur le site interscience

Livres

• Keller, H. Erb, U. (2004) Dictionary of engineering materials
• Larousse (2002) Le petit Larousse 2003, Larousse / VUEF