Des matériaux au cœur des avancées technologiques

Arkema a fait des écotechnologies une réalité avec des matériaux toujours plus performants, essentiels à la compétitivité de ses marchés avals : utilisation croissante de matières premières renouvelables, thermoplastiques ou composites nanostructurés permettant l’allègement des voitures et avions, solutions pour le stockage de l’énergie et l’amélioration des rendements du solaire photovoltaïque. Les polymères d’origine végétale et les matériaux de très haute performance d’Arkema contribuent à relever ces défis.

A l’occasion du K 2010 Arkema a exposé sa large gamme de polymères de spécialité, illustrations concrètes de ses efforts de R&D pour une chimie innovante, toujours plus tournée vers les enjeux du développement durable.

« Dès aujourd’hui nos chimistes composent les matériaux de demain »

Développer une chimie issue du végétal

Les plastiques bio-sourcés représentent à ce jour 30% de l’activité polymères techniques d’Arkema et mobilisent environ 2/3 des efforts de R&D. Ils offrent des propriétés équivalentes ou supérieures à celles de leurs homologues issus du pétrole.

L’expertise d’Arkema dans la chimie du ricin depuis plus de 60 ans avec le Rilsan®, son polyamide 11 100% issu de cette chimie, a donné naissance récemment à quatre nouveaux polymères:

• Pebax® Rnew, un étastomère bio-sourcé issu jusqu’à 90% d’huile de ricin,
• Platamid® Rnew, le premier adhésif thermofusible de source entièrement renouvelable,
• Rilsan® Clear Rnew, le premier polyamide transparent bio-sourcé à 54%,
• et Rilsan® HT, un polymère ultra résistant haute température qui apporte une réponse à la demande générale de matériaux plus légers.

Une illustration de la R&D d’Arkema dans les polymères biosourcés…

Dernier-né de la famille, le Rilsan® HT, est l’un des rares polymères à base de polyphtalamide (PPA) capable de remplacer le métal utilisé pour des tubes soumis à de hautes températures dans les applications sous capot moteur dans l’automobile. La résine Rilsan® HT offre une autre caractéristique unique pour les matériaux à base de PPA, la flexibilité, ouvrant ainsi des possibilités de substitution du métal, jusqu'ici inconcevables. Les tubes en Rilsan® HT, permettent de réduire les coûts de fabrication jusqu’à 50% et d’alléger considérablement le poids de nombreuses pièces moteur en comparaison des assemblages métalliques. De plus, Arkema dispose d’une gamme unique de polyphtalamides convenant à toutes les technologies de transformation (l'extrusion, le soufflage ou le moulage par injection), ce qui permet une grande liberté d’assemblage de composants moulés (connecteurs) avec des composants extrudés (tubes flexibles). Les résines Rilsan® HT contiennent jusqu'à 70 % de carbone d'origine végétale, répondant ainsi aux objectifs environnementaux de plus en plus stricts du secteur automobile.

Pour permettre à ses clients d’identifier les produits issus pour tout ou partie de matières premières d’origine renouvelable (au delà de 20% de carbone d’origine non fossile), Arkema a conçu le label « Arkema Renewables ». L’évaluation du taux de carbone d’origine renouvelable des produits est réalisée par un organisme indépendant selon la norme ASTM 6866.

Innover avec des matériaux de très haute performance

Déjà présent sur le créneau des matériaux de très haute performance avec des produits et des marques mondialement reconnus comme les polymères fluorés Kynar®, les polyamides Rilsan® ou les élastomères thermoplastiques Pebax®, Arkema développe aujourd’hui de nouveaux polymères dotés de caractéristiques exceptionnelles, nés de l’innovation de sa R&D ou issus de l’acquisition de nouvelles technologies.

Plusieurs de ces matériaux trouvent déjà des applications industrielles, notamment les polyamides transparents, les polyamides haute température, les spécialités dédiées au photovoltaïque (polymères fluorés, PMMA et copolymères EVA).

Une illustration du développement d’Arkema dans les matériaux de très haute performance : le PEKK , polymère de l’extrême…

Poursuivant sa stratégie de développement dans les matériaux de performance, Arkema a fait l’acquisition en 2009 de la société américaine Oxford Performance Materials (OPM), qui fabrique des polyéthers cétone cétone (PEKK), polymères techniques de très haute performance.

Dans la famille des polymères thermoplastiques, le PEKK fait partie des plus performants : il possède des caractéristiques exceptionnelles, notamment une excellente résistance en continu à des températures élevées (jusqu’à +260°C) et aux agents chimiques, une incomparable tenue à l’abrasion et une résistance intrinsèque au feu. Il trouve déjà de nombreuses applications, notamment dans l’aéronautique et le secteur de la prospection pétrolière et gazière.

Les fluoropolymères : une offre incontournable pour les éco-technologies

Grâce à leurs propriétés remarquables, les polymères d’Arkema, notamment le PVDF (polyfluorure de vinylidène) Kynar®, accompagnent le développement des panneaux photovoltaïques et des batteries lithium-ion en améliorant leurs performances.

Depuis l’apparition de la technologie lithium, Arkema collabore étroitement avec les chercheurs afin de mettre au point des batteries dotées d‘une charge électrique plus élevée. Cette coopération a donné naissance à des grades de résines Kynar® et Kynar® Flex particuliers qui sont d’excellents polymères dans les applications de batteries au lithium polymères ou à cellules liquides.

Nouveau liant pour les batteries lithium-ion, le PVDF Kynar® HSV 900 d’Arkema est une résine au poids moléculaire élevé assurant une meilleure adhésion à charge réduite pour la fabrication des électrodes. Ce grade permet d’améliorer les performances des phosphates de lithium et des oxydes métalliques. Les Kynar® sont des polymères très stables qui offrent un compromis de propriétés exceptionnel (très bonnes résistances électrochimique, thermique et chimique, excellente adhésion au sein des électrodes, grande pureté).

Qui dit eco-technologies, dit notamment énergie photovoltaïque, secteur dans lequel Arkema figure parmi les premiers fournisseurs de films PVDF  très résistants utilisés dans les multi-couches arrières des panneaux PV. Fruit de la recherche d’Arkema, les films difluorure de polyvinylidène sont produits grâce à une technologie brevetée, très flexible et rentable, de soufflage de film. Cette technologie d’Arkema permet la production en série de films de haute qualité et durabilité, désormais utilisés couramment dans l’industrie photovoltaïque.

Le grade Kynar® Film associe de nombreux avantages : sa couleur blanche est parfaitement stable aux rayons UV et permet de réfléchir la lumière vers le silicium, résistance aux variations de température et barrière à l’humidité.