High-Performance Thermoplastic PEEK-Based Systems for Lunar Exploration

L’exploration lunaire présente des défis uniques pour la conception de nouveaux matériaux, en particulier pour les composants qui seront exposés à de fortes variations thermiques, au régolithe lunaire abrasif, au vide spatial et aux radiations. Les thermoplastiques haute performance, tels que le poly(éther éther cétone) (PEEK) et le poly(éther imide) (PEI), offrent une bonne combinaison de propriétés, notamment une résistance thermique élevée, une excellente stabilité chimique et de bonnes propriétés mécaniques. Ainsi, les mélanger pour former des systèmes à base de PEEK/PEI présente un intérêt particulier, car ils combinent la nature cristalline et la résistance aux solvants du PEEK, avec le caractère amorphe et la température de transition vitreuse élevée du PEI. Le mélange de méta-PEI (m-PEI) ou de para-PEI (p-PEI) au PEEK permet de contrôler la morphologie, le comportement thermique et les propriétés mécaniques. Ces systèmes multiphasiques pourraient constituer une matrice idéale pour développer des composites thermoplastiques afin d’atteindre les performances mécaniques supérieures nécessaires aux pièces structurelles. Ces mélanges de polymères présentent également le potentiel de générer des structures de PEEK poreux après l’extraction sélective du PEI, permettant ainsi une réduction de masse et ouvrant la voie à de nouvelles applications. Comprendre l’influence de la composition, de la miscibilité, de la cristallisation et des traitements post-production sur ces systèmes est donc essentiel pour optimiser leurs propriétés et développer de nouveaux matériaux adaptés aux applications lunaires. L’objectif principal de ce travail est de développer des matériaux polymères multiphasiques à base de poly(éther éther cétone) (PEEK), avec des morphologies hautement contrôlées, capables de résister à l’environnement lunaire en tant qu’élément de la structure d’un rover lunaire.