Development of bio-based thermoplastic polyurethane formulations suitable for reactive rotational molding and foaming

Développement de formulations polyuréthanes thermoplastiques bio-sourcées adaptées au rotomoulage/rotomoussage réactif Ce travail porte sur le développement de formulations polyuréthane thermoplastiques (TPUs) bio-sourcées adaptées au procédé de rotomoulage réactif (RRM). Différents pétro-basés TPUs ont été testés, utilisant un polyéthylène glycol, un hexaméthylène diisocyanate, un 1,4 butanediol et un catalyseur, de façon à caler les conditions opératoires. L’effet de la masse molaire du macrodiol, du rapport macrodiol/allongeur de chaînes et de la concentration en catalyseur sur les propriétés physico-chimiques des TPUs a été analysé. Des formulations partiellement bio-sourcées par substitution du macrodiol par un dérivé d’huile végétale ont été évaluées, sans résultat positif permettant le transfert au procédé de rotomoulage. Ensuite, des formulations massives et cellulaires ont été développées, utilisant un allongeur de chaînes bio-sourcé et des diisocyanates aliphatiques et aromatiques. Leurs cinétiques de polymérisation, morphologies et propriétés mécaniques ont été évaluées. L’effet du rapport segments rigides/segments souples (SH/SS) et de la concentration en catalyseur a été systématiquement étudié. Des TPU cellulaires ont été préparés, utilisant de l’eau comme agent d’expansion. L’effet du rapport SH/SR, de la concentration en agent d’expansion et en surfactant sur la cinétique de moussage, les propriétés physico-chimiques, morphologiques et mécaniques a été analysé. L’augmentation des module et résistance en compression avec le taux de segments rigides a été attribuée à l’amélioration de l’organisation de des domaines rigides et à l’augmentation induite de la température de transition vitreuse. Ces formulations bio-sourcées sont adaptées au rotomoussage réactif.