Un point culminant spécial sur le plastique renforcé de fibres d'aramide et de basalte

Le plastique renforcé de fibres est un mélange de charges de renforcement et de résines plastiques appelées matrices. Cette technique augmente la résistance à la traction et le module de flexion du composite. Ces charges augmentent également la température de déflexion thermique d'un matériau et lui permettent de résister au rétrécissement et au gauchissement. La mesure dans laquelle ces attributs sont améliorés dépend des propriétés mécaniques de la fibre et de la matrice, de leur volume l'un par rapport à l'autre et de la longueur et de l'orientation de la fibre dans la matrice. De nombreuses charges organiques et inorganiques sont utilisées pour créer des plastiques renforcés de fibres. Vous avez peut-être entendu parler de la fibre de carbone, car elle est de plus en plus utilisée dans l'industrie automobile en ce moment et fait souvent la une des journaux. Mais il existe de nombreux autres polymères renforcés de fibres utiles ! Dans cet article, nous nous concentrons sur le basalte et les fibres d'aramide artificielles telles que le Kevlar. ^TM  

Fibres de basalte

Les fibres de basalte se trouvent dans la roche volcanique. Ce sont des fibres extrêmement fines fabriquées à partir de basalte extrait d'une carrière qui ont été broyées, lavées et fondues avec aucun autre matériaux ajoutés. Le basalte est composé des minéraux plagioclase, pyroxène et olivine. Pour créer les fibres, le basalte est fondu à une température d'environ 1 400 °C (2550 °F) puis extrudé à travers de petites buses pour produire des filaments continus. La fibre de basalte est connue pour avoir une excellente résistance à la corrosion, une résistance élevée à l'abrasion et une résistance intrinsèque au feu. Il est également connu pour conserver ses performances à basse température et pour ne pas se dégrader sous rayonnement UV ou électromagnétique. Avant 1995, la technologie des fibres de basalte utilisée dans les applications militaires et aérospatiales était classée par le gouvernement américain.

La résistance du basalte est supérieure à celle de la fibre de verre et de la fibre de carbone et est légèrement inférieure à celle de l'acier. De plus, les plastiques composites de basalte sont plus résistants à l'eau et chimiquement stables. Le basalte est utilisé en remplacement de l'amiante car il est ignifuge et le diamètre du filament de ses fibres est bien supérieur à la limite respiratoire humaine. Il est utilisé dans les carrosseries de voitures, les équipements sportifs, les coques de navires, les pales d'éoliennes, les armatures de béton, les trépieds de caméra, etc.

Fibres d'aramide

Les fibres d'aramide sont synthétiques et issues d'une famille connue sous le nom de polyamides aromatiques. La Federal Trade Commission définit les fibres d'aramide comme une fibre manufacturée dans laquelle la substance formatrice de fibres est un polyamide synthétique à longue chaîne dans lequel au moins 85 % des liaisons amide (-CO-NH-) sont attachées directement à deux cycles aromatiques. L'un des plus connus est le Kevlar™ en raison de son utilisation dans les gilets de protection portés par la police et l'armée. Les fibres d'aramide ont été développées pour la première fois par DuPont en 1965 et sont devenues disponibles dans le commerce en 1973. D'autres fibres d'aramide sont connues sous les noms commerciaux suivants :Nomax, Conex, Arawin, New Star, X-Fiper et Kermel.

Le Kevlar™ est fabriqué à l'aide d'une méthode de tissage spéciale appelée tissage aramide. Il résiste à la corrosion et à la chaleur. Il est très léger et est solide ainsi que flexible. Il n'a pas de point de fusion mais commence à se dégrader à 500°C. Le Kevlar™ a une structure chimique dans laquelle les liaisons sont alignées le long de l'axe de la fibre. Cette construction confère aux aramides une résistance supérieure, en plus de la flexibilité et de la résistance à l'abrasion. Le chlore provoque la dégradation du Kevlar, ce qui en fait l'une des rares substances pouvant endommager ce matériau résistant.

Le kevlar est utilisé pour fabriquer des gilets pare-balles et des gilets pare-balles. Il est également utilisé pour fabriquer des cadres de vélos et des coques de bateaux et est utilisé pour remplacer les plaquettes et garnitures de freins à la place de l'amiante. Une autre variante de ce matériau, appelée Nomex™, est utilisée pour fabriquer des combinaisons, des casques et des gants ignifuges. Les aramides sont également utilisés pour fabriquer des cordes pour les raquettes de tennis, les bâtons de hockey, les chaussures de course et les skis.

Les autres fibres de renforcement inorganiques comprennent le verre, le carbone et le bore. Restez à l'écoute pour un article sur ces polymères renforcés de fibres à venir dans les prochaines semaines.

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