Guide du débutant sur les plastiques renforcés de fibres (FRP)

Plastique renforcé de fibres (FRP), également connu sous le nom de polymère renforcé de fibres, est en fait un
matériau composite constituant une matrice polymère mélangée à certains matériaux de renfort, tels que des fibres. Les fibres sont généralement de basalte, de carbone, de verre ou d'aramide; dans certains cas, de l'amiante, du bois ou du papier peuvent également être utilisés.

La formation des PRF

Pour en revenir à l'essentiel, il existe deux processus par lesquels un polymère est développé :la polymérisation par croissance par étapes et la polymérisation par addition. Les plastiques composites sont formés lorsqu'un couple de matériaux homogènes possédant des caractéristiques différentes se lient pour produire un produit final avec les propriétés mécaniques et matérielles souhaitées. Ces matériaux composites peuvent être de deux types, renforcés de fibres et renforcés de particules.

Plastique renforcé de fibres est cette catégorie dans laquelle la résistance mécanique et l'élasticité des plastiques sont améliorées par l'incorporation de matériaux fibreux. La matrice, qui est le matériau d'âme dépourvu de renfort fibreux, est dure mais comparativement plus faible, et doit être renforcée par l'ajout de fibres ou de filaments de renfort puissants. C'est la fibre qui est essentielle pour différencier le polymère parent du FRP.

La plupart de ces plastiques sont formés par divers procédés de moulage dans lesquels un moule ou un outil est utilisé pour placer la préforme de fibre, constituant une fibre sèche ou une fibre contenant une proportion spécifique de résine. Après avoir « mouillé » les fibres sèches avec de la résine, un « durcissement » a lieu, au cours duquel les fibres et la matrice prennent la forme du moule. À ce stade, il y a une application occasionnelle de chaleur et de pression. Les différentes méthodes comprennent le moulage par compression, le moulage de la vessie, l'emballage sur mandrin, l'autoclave, l'enroulement filamentaire et le drapage humide, entre autres. Regardez cette vidéo sur le processus :

Propriétés communes des FRP

Ces matériaux composites présentent généralement un faible poids et une résistance élevée. Ils sont si puissants que l'industrie automobile est de plus en plus intéressée à les utiliser pour remplacer une partie du métal dans les voitures. Les plastiques renforcés de fibres peuvent être aussi résistants que certains métaux, mais ils sont beaucoup plus légers et donc plus économes en carburant.

Il est possible de personnaliser les propriétés des plastiques renforcés de fibres pour répondre à un large éventail d'exigences. Les polymères renforcés de fibres ont généralement des propriétés électriques et de compression impressionnantes et présentent une résistance environnementale de haute qualité. Un facteur important qui fait de ces matériaux un favori parmi les différents secteurs industriels est le processus de fabrication, qui est assez rentable. Le taux de productivité est moyen à élevé et une liaison facile est présentée avec des matériaux différents.

Les autres propriétés exclusives des plastiques renforcés de fibres comprennent une isolation thermique, une intégrité structurelle et une résistance au feu remarquables, ainsi qu'une stabilité aux rayons UV et une résistance aux produits chimiques et autres matériaux corrosifs.

Les caractéristiques des plastiques renforcés de fibres dépendent de certains facteurs tels que les propriétés mécaniques de la matrice et de la fibre, le volume relatif de ces deux composants, ainsi que la longueur de la fibre et son orientation dans la matrice.

Les fibres communes incluent :

• Verre est un très bon matériau isolant et, lorsqu'il est mélangé avec la matrice, forme de la fibre de verre ou du plastique renforcé de verre. Par rapport à la fibre de carbone, elle est à la fois moins solide et rigide et moins cassante et chère.
• À base de carbone Les plastiques renforcés de fibres offrent une résistance à la traction, une résistance chimique, une rigidité et une tolérance à la température élevées ainsi qu'une faible dilatation thermique et un faible poids. Les atomes de carbone forment des cristaux qui se trouvent principalement le long du grand axe de la fibre. Cet alignement rend le matériau solide en rendant le rapport résistance/volume élevé.
• Aramide est un composant de fibre qui donne des fibres synthétiques robustes et résistantes à la chaleur. Il trouve de nombreuses applications dans de nombreuses industries.

Les plastiques renforcés de fibres trouvent de nombreuses applications dans les secteurs de l'automobile, de l'aérospatiale, de la construction et de la marine. Verre plastique renforcé de fibres s sont une très bonne option pour l'industrie électrique car ils sont dépourvus de tout champ magnétique et peuvent offrir une résistance considérable aux étincelles électriques. Les utilisations se diversifient, un phénomène évident dans l'entrée de fibres de carbone dans les articles de sport, les planeurs et les cannes à pêche, ainsi que l'application par le Japon de PRF aux portes hydrauliques.

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