Données techniques complètes sur les propriétés du nylon (PA) : caractéristiques thermiques, mécaniques, de résistance chimique et électriques, ainsi que des tableaux comparatifs entre les différentes qualités.
Aperçu des propriétés du nylon
Les matériaux en nylon (polyamide) occupent une place à part parmi les thermoplastiques techniques : ils offrent la meilleure combinaison de résistance mécanique, de ténacité et de résistance à l'usure parmi les plastiques non renforcés, tout en pouvant être mis en œuvre sur des équipements standard de moulage par injection et d'extrusion. Ce guide technique rassemble les propriétés essentielles dont les ingénieurs, les concepteurs et les responsables des achats ont besoin pour évaluer le nylon en vue d'applications spécifiques.
Sauf indication contraire, toutes les données figurant dans cette fiche technique s'appliquent à un matériau conditionné (23 °C, 50% d'humidité relative). La teneur en humidité influe considérablement sur les propriétés mécaniques : pour le nylon non chargé, les valeurs à l'état sec de moulage peuvent être de 20 à 40% supérieures à celles obtenues après conditionnement.
Propriétés mécaniques selon le type de nylon
| Résistance à la traction (MPa) | 80 | 82 | 90 | 55 | 170 | 185 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Allongement à la rupture (%) | 150 | 60 | 45 | 200 | 3 | 3 |
| Module de traction (GPa) | 2.8 | 3.0 | 3.2 | 1.7 | 9.0 | 10.0 |
| Résistance à la flexion (MPa) | 100 | 110 | 130 | 75 | 240 | 270 |
| Module de flexion (GPa) | 2.6 | 2.8 | 2.9 | 1.6 | 8.5 | 9.2 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Résistance à la rupture selon la méthode Izod sans encoche (J/m) | Sans pause | Sans pause | 450 | Sans pause | 600 | 700 |
Principales observations:
– Le PA6 présente un allongement plus élevé (il est plus ductile), mais le PA66 offre une résistance mécanique supérieure
– Le renforcement par fibre de verre (GF30 = fibre de verre 30%) multiplie la résistance par 2 à 2,5, mais réduit considérablement la ductilité
– Le PA46 surpasse tous les nylons standard tant en termes de résistance mécanique que de résistance thermique, mais son coût est plus élevé
– Le PA12 est le plus souple et le plus flexible — il présente la résistance mécanique la plus faible, mais la meilleure résistance aux chocs à basse température
Propriétés thermiques
Les performances thermiques constituent souvent le facteur déterminant dans le choix de la classe :
| Point de fusion (°C) | 225 | 265 | 295 | 180 | 225 |
|---|---|---|---|---|---|
| Température de transition vitreuse (°C) | 50-60 | 65-70 | 75 | 40-45 | 50-60 |
| HDT à 0,45 MPa (°C) | 170 | 250 | 285 | 145 | 215 |
| HDT à 1,82 MPa (°C) | 65 | 90 | 160 | 55 | 195 |
| Température de fonctionnement continu (°C) | 100-115 | 130-150 | 170-180 | 80-95 | 140-160 |
|---|---|---|---|---|---|
| Chaleur spécifique (J/g·K) | 1.7 | 1.7 | 1.4 | 1.6 | 1.3 |
Notes HDT:
– La température de déformation thermique (HDT) correspond à la température à laquelle un échantillon se déforme de 0,25 mm sous une charge spécifiée.
– Le renforcement par fibre de verre améliore considérablement la température de déformation sous charge (HDT) : les grades GF30 atteignent une HDT 2 à 3 fois supérieure à celle des grades non chargés, à 1,82 MPa
– PA66-GF30 à 1,82 MPa : 250 °C — adapté aux applications automobiles sous le capot
– La faible température de déformation à chaud (HDT) du PA12 limite son utilisation aux applications à température ambiante
Absorption d'humidité et effets environnementaux
L'absorption d'humidité du nylon est un facteur essentiel à prendre en compte — bien plus que pour presque tous les autres plastiques techniques :
| PA6 | 1.6% | 9.5% | 2.5-3.0% |
|---|---|---|---|
| PA66 | 1.2% | 8.5% | 2.5% |
| PA46 | 1.2% | 6.5% | 2.0% |
|---|---|---|---|
| PA11 | 0.4% | 2.0% | 0.8% |
Incidence de l'humidité sur les propriétés:
– La résistance à la traction diminue de 15 à 251 TP3T à l'état saturé par rapport à l'état « sec à la sortie du moule »
– La résistance aux chocs AUGMENTE avec l'absorption d'humidité (le nylon devient plus résistant lorsqu'il est conditionné)
– Variation dimensionnelle : le PA6 gonfle d’environ 0,41 TP3T pour 11 TP3T d’humidité absorbée — il faut en tenir compte pour les pièces de précision
– Les propriétés d'isolation électrique se détériorent considérablement sous l'effet de l'humidité (la constante diélectrique double)
Recommandations de conception:
– PA12 pour les pièces exposées à des environnements humides ou à l'immersion dans l'eau
– Caractéristiques à l'état sec de moulage pour la conception des tolérances dimensionnelles dans les moules
– Amener les pièces à l'équilibre avant de mesurer les cotes critiques
Résistance chimique du nylon
Les propriétés de résistance chimique du nylon déterminent son adéquation aux environnements industriels :
Bonne résistance (aucune attaque notable à 23 °C):
– Hydrocarbures aliphatiques (essence, huiles minérales, gazole)
– Alcools (méthanol, éthanol, isopropanol)
– Esters et cétones (acétone, MEK — exposition limitée)
– Acides faibles (acide acétique, acide citrique — à vérifier au cas par cas)
– Alcalis et sels dilués
Faible résistance (aux attaques ou à la dégradation):
– Acides minéraux concentrés (HCl, H₂SO₄, HNO₃) — hydrolyse rapide
– Agents oxydants puissants (peroxyde d'hydrogène >10%)
– Le phénol et l'acide formique — dissolvent le nylon
– Chlorure de calcium (dessiccant) — provoque des fissures de contrainte
– Alcalis forts à température élevée
Nuances spéciales pour les applications chimiques:
– PA12 pour les conduites de carburant automobiles — résistant aux carburants aromatiques et aux mélanges à base d'alcool
– PA6I/6T (nylon transparent) pour les applications en contact avec des produits chimiques nécessitant une bonne transparence
– Nuances renforcées de fibres de verre destinées aux corps de pompes chimiques et aux composants de vannes
Propriétés électriques et d'inflammabilité
Propriétés électriques (à des conditions de 50% RH) :
| Rigidité diélectrique (kV/mm) | 20 | 20 | 18 |
|---|---|---|---|
| Résistivité volumique (Ω·cm) | 10^15 | 10^15 | 10^14 |
| Résistivité superficielle (Ω) | 10^13 | 10^13 | 10^12 |
|---|---|---|---|
| Facteur de dissipation (1 MHz) | 0.02 | 0.02 | 0.03 |
Indices d'inflammabilité:
| Grade | Classification UL94 | Indice d'oxygène (%) |
|---|---|---|
| PA6 | HB | 24 |
| PA66 | HB | 24 |
| PA12 | HB | 22 |
|---|---|---|
| Niveaux FR | V-0 | 32+ |
Le nylon brûle avec une flamme qui s'autoalimente et goutte. Pour les boîtiers électriques ou les composants devant présenter des propriétés ignifuges, il convient de spécifier des grades FR (ignifuges) — généralement du PA66 contenant des retardateurs de flamme à base d'halogène ou de phosphore.
FAQ
Comment savoir si l'ouvrage « Nylon Material Properties: A Complete Technical Reference » correspond à une pièce ?
Propriétés du nylon : un guide technique complet. Le nylon convient à une pièce lorsque sa capacité de charge, sa plage de températures, sa résistance à l'humidité, son comportement à l'usure et son mode de mise en œuvre correspondent aux conditions réelles d'utilisation.
Quelles propriétés faut-il vérifier dans l'ouvrage « Nylon Material Properties: A Complete Technical Reference » ?
Vérifier la résistance, la rigidité, la résistance aux chocs, la résistance à la chaleur, l'absorption d'humidité, la stabilité dimensionnelle, le frottement, l'usure et la compatibilité chimique.
Quel est le principal risque lié au choix de l'ouvrage « Nylon Material Properties: A Complete Technical Reference » ?
Le plus grand risque est de choisir à partir d'une fiche technique sans tenir compte de l'environnement réel, de la méthode de traitement, de la géométrie de la pièce et de l'utilisation à long terme.
À quel moment faut-il tester l'ouvrage « Nylon Material Properties: A Complete Technical Reference » avant le lancement de la production ?
Les essais sont recommandés lorsque la pièce est soumise à une charge, à la chaleur, à des produits chimiques, à l'humidité, à des tolérances serrées, à des exigences réglementaires ou à un nouvel environnement de travail.
