Regain d’intérêt pour les résines thermoplastiques

Deux types de résine interviennent dans la production des matériaux composites: thermodurcissables et thermoplastiques. Les résines thermodurcissables sont actuellement les plus communes, mais compte tenu de l’utilisation croissante des matériaux composites, les résines thermoplastiques connaissent un regain d’intérêt.

Les résines thermodurcissables deviennent rigides grâce à un processus de séchage, utilisant de la chaleur, pour former un maillage dense de polymères avec des liens insolubles ou infusibles qui ne fondent pas lorsqu’ils sont exposés à de la chaleur. Les résines thermoplastiques, quant à elles, sont des branches ou des chaînes de monomères qui mollissent lorsqu’elles sont exposées à la chaleur et se solidifient une fois refroidies en suivant un processus réversible sans liaison chimique. Pour faire simple, vous pouvez faire refondre ou reformer une résine thermoplastique, mais pas une résine thermodurcissable.

Pourquoi les résines thermodurcissables sont si répandues
Les résines thermodurcissables, telles que les époxy ou les polyesters, sont privilégiées dans les processus de fabrication de matériaux composites en raison de leur faible viscosité et de leur excellente pénétration dans le réseau de fibres. Il est ainsi possible d’utiliser plus de fibres et de renforcer les matériaux composites finis. 

Le processus de fabrication de la résine thermodurcissable commence par un processus de pultrusion, où les fibres sont immergées dans la résine, puis placées dans un moule chauffé. Cette opération amorce la réaction de séchage qui convertit la résine à faible poids moléculaire en structure solide et maillée en trois dimensions, où les fibres sont verrouillées dans le nouveau réseau ainsi formé. 

Dans la mesure où la plupart des réactions de durcissement sont exothermiques, les réactions s’enchaînent, ce qui en facilite la production à plus grande échelle. Une fois fixée, la structure tridimensionnelle verrouille les fibres et confère au matériau composite force et rigidité. 

Regain d’intérêt pour les résines thermoplastiques
Les résines et les matériaux composites thermoplastiques existent depuis pas mal de temps, notamment pour les applications à fibres courtes. La résine thermoplastique suscite un regain d’intérêt en raison de la demande croissante en matériaux plus légers, mais sans compromis sur la stabilité structurelle, notamment dans l’industrie automobile. 

Par exemple, ce type de résine est particulièrement intéressant pour réduire le poids des composants de la partie intérieure d’une porte de voiture. Un grand fabricant de voitures japonaises a d’ailleurs commencé récemment à intégrer des matériaux composites thermoplastiques dans l’intérieur de ses portes Ce changement de matériau permet théoriquement de diviser le poids de la porte par deux.

Le succès de la résine thermoplastique dans l’industrie des composites dépend du développement de produits et de processus fonctionnels. Exel Composites, le plus grand producteur de matériaux composites thermodurcissables par pultrusion et pull winding, développe une offre de matériaux composites thermoplastiques.

Haut vol
Les véhicules ne sont pas les seuls à pouvoir bénéficier de l’adoption plus large des résines thermoplastiques, sachant que les nouveaux avions de ligne comprennent souvent plus de 50 % de pièces en matériaux composites. 

Les composites thermoplastiques ont un fort potentiel pour le marché des transports. Les matériaux composites ainsi fabriqués peuvent être soudés, ce qui évite d’avoir recours aux adhésifs, ainsi que surmoulés pour produire davantage de géométries avancées avec des propriétés mécaniques supérieures aux autres matériaux. 

L’avantage universel des résines thermoplastiques est qu’elles peuvent être ramollies et reformées sans fin, et surtout sans perte majeure de leurs propriétés physiques. Lorsqu’un produit thermoplastique atteint la fin de son cycle de vie, il peut être ramolli et reformé pour une nouvelle application, ce qui réduit le gaspillage de matière. Ses autres avantages résident dans les propriétés physiques des matériaux, ainsi que dans les nouvelles applications potentielles pour lesquelles les résines thermodurcissables ne conviennent pas. 

L’adoption généralisée de la pultrusion des matières thermoplastiques demandera un gros effort de recherche, notamment parce que les installations actuelles sont configurées pour les résines thermodurcissables et devront être adaptées. 

Les résines thermoplastiques présentent un excellent potentiel de production de matériaux composites aussi solides que légers et facilement recyclables. S’il est encore trop tôt pour abandonner les résines thermodurcissables qui ont fait leurs preuves, il est sage de garder un œil sur les résines thermoplastiques, notamment lorsque l’écologie est une priorité.