Comment faire la différence entre la mousse de polyuréthane rigide et la mousse souple ?

Qu'est-ce que la mousse rigide de polyuréthane ?

La mousse rigide de polyuréthane , souvent abrégée en mousse rigide PU, est l'un des produits en polyuréthane les plus utilisés, juste après la mousse souple. Elle possède généralement une structure à cellules fermées et est reconnue pour ses excellentes propriétés d'isolation, sa légèreté, son rapport résistance/poids élevé, sa facilité de mise en œuvre, ainsi que ses propriétés d'insonorisation, d'absorption des chocs, d'isolation électrique, de résistance à la chaleur, au froid et aux solvants. Elle est largement utilisée dans les couches isolantes des réfrigérateurs et congélateurs, des chambres froides, des camions frigorifiques, ainsi que comme matériau d'isolation pour les bâtiments, les réservoirs et les canalisations. On l'utilise également, en moindre quantité, pour des applications autres que l'isolation, comme l'imitation du bois et les emballages. En général, la mousse rigide de polyuréthane de faible densité est principalement utilisée comme isolant thermique, tandis que celle de haute densité peut servir de matériau de structure (imitation du bois).

La mousse de polyuréthane rigide est généralement expansée à température ambiante, selon un procédé de moulage relativement simple. On distingue trois catégories : l’expansage manuel et l’expansage mécanique, selon le degré de mécanisation ; l’expansage haute pression et l’expansage basse pression, selon la pression d’expansage ; et l’expansage par coulage et l’expansage par projection, selon la méthode de moulage.

Qu'est-ce que la mousse souple de polyuréthane ?

La mousse souple de polyuréthane , également appelée mousse PU, est un type de mousse de polyuréthane flexible présentant une certaine élasticité. C'est le produit en polyuréthane le plus utilisé parmi tous les produits en polyuréthane.

La mousse de polyuréthane souple est principalement composée de cellules ouvertes et se caractérise par une faible densité, une bonne élasticité, une absorption acoustique, une respirabilité et des propriétés isolantes. Elle est principalement utilisée comme matériau de rembourrage pour les meubles, les matelas et les sièges de véhicules. On la retrouve également dans des applications industrielles et domestiques comme matériau filtrant, insonorisant, amortisseur, décoratif, d'emballage et isolant. Selon son degré de souplesse et sa capacité de charge, la mousse de polyuréthane souple se décline en mousse souple ordinaire, mousse ultra-souple, mousse souple haute résistance, mousse souple haute résilience, etc. Les mousses souples haute résilience et haute résistance sont généralement utilisées pour la fabrication de coussins de sièges et de matelas. Selon son procédé de fabrication, la mousse de polyuréthane souple se divise en mousse en blocs et mousse moulée. La mousse en blocs est produite par un procédé continu permettant d'obtenir un volume important de mousse qui est ensuite découpée aux formes souhaitées, tandis que la mousse moulée est produite par injection directe du mélange dans des moules pour former des produits en mousse aux formes désirées.

Après avoir compris la mousse rigide de polyuréthane et la mousse souple de polyuréthane, une question se pose : comment différencier les deux ?

En réalité, la classification peut se baser sur le degré de dureté, distinguant les mousses plastiques souples des mousses plastiques rigides. Les mousses plastiques souples possèdent une matrice polymère dont la température est supérieure au point de fusion cristalline, ou, s'il s'agit d'un polymère amorphe, à la température de transition vitreuse. Les mousses rigides, quant à elles, ont une matrice polymère à l'état cristallin ou amorphe, mais à une température inférieure à la température de transition vitreuse. La mousse semi-rigide est une mousse plastique intermédiaire entre les mousses souples et rigides. Similaire aux mousses souples, elle présente un taux de cellules ouvertes supérieur à 90 °C, mais se distingue par une densité et une résistance à la compression plus élevées. Après déformation par compression, la mousse semi-rigide met beaucoup plus de temps à retrouver sa forme initiale, et sa densité de réticulation est bien supérieure à celle des mousses souples, mais inférieure à celle des mousses rigides.

Sur la base de cette classification de la souplesse et de la dureté, la plupart des mousses de polyoléfine, les mousses de polychlorure de vinyle (PVC) non plastifiées, les mousses phénoliques, les mousses de polycarbonate et les mousses d'éther de polyphénylène sont toutes classées comme des mousses dures, tandis que les mousses de polyuréthane élastiques et certaines mousses de polyoléfine et mousses de PVC plastifiées sont classées comme des mousses souples.

Selon la norme nationale, les mousses plastiques souples sont flexibles, présentent une faible dureté à la compression, reprennent leur forme initiale après relâchement de la contrainte et ne subissent qu'une déformation résiduelle minimale. À l'inverse, les mousses plastiques rigides sont inflexibles, possèdent une dureté à la compression élevée, se déforment sous une certaine contrainte et ne reprennent pas leur forme initiale après relâchement de la contrainte.

L'ASTM (American Society for Testing and Materials) spécifie que, pour différencier les mousses plastiques souples des mousses plastiques rigides, à une température de 18 à 29 °C, une tige de 2,5 cm de diamètre est mise en rotation autour de la mousse pendant 5 secondes, à raison d'un tour complet. Si la tige ne se fracture pas, la mousse est classée comme souple ; sinon, elle est classée comme rigide.

Selon les normes ISO, lorsqu'une déformation par compression atteint 50 % puis est relâchée, si l'épaisseur diminue de moins de 2 % par rapport à l'épaisseur initiale, il s'agit d'une mousse plastique souple. Si la diminution est supérieure à 10 %, il s'agit d'une mousse plastique rigide. Si la diminution est comprise entre 2 et 10 %, il s'agit d'une mousse plastique semi-rigide.

Si l'on utilise le module d'élasticité comme critère, dans un environnement standard de 23 °C et 50 % d'humidité relative, une mousse plastique dont le module d'élasticité est supérieur à 686 MPa est classée comme mousse rigide, inférieur à 68,6 MPa comme mousse souple, et compris entre 68,6 et 686 MPa comme mousse semi-rigide. Bien que le module d'élasticité de la mousse semi-rigide soit supérieur à celui de la mousse souple, son comportement contrainte-déformation est plus proche de celui de la mousse souple et significativement différent de celui de la mousse rigide. Généralement, les mousses plastiques souples présentent majoritairement une structure à cellules ouvertes, tandis que les mousses plastiques rigides présentent majoritairement une structure à cellules fermées, bien qu'il existe des exceptions.

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