L'importance de la sélection de résine

Les composants clés d'un matériau composite sont des fibres et une résine. Les fibres, généralement faites de fibre de verre ou de carbone, offrent résistance et rigidité, mais si elles sont utilisées seules, elles ne peuvent pas être transformées en une forme où ces propriétés sont applicables. Cependant, l'imprégnation des fibres avec de la résine suivie d'un durcissement nous permet de concevoir leur résistance, leur rigidité et leur légèreté pour une variété d'applications, tout en ajoutant encore plus d'avantages au composite.

En ce qui concerne la sélection de résine, de nombreux choix sont disponibles, ainsi que la possibilité d'incorporer des additifs de résine, pour répondre aux exigences de l'application. Par conséquent, il est très important d'être conscient des différences entre les résines et de la façon dont leur sélection peut affecter les propriétés d'un composite.

Compléter les propriétés existantes

Tous les composites partagent des propriétés bénéfiques communes :résistance, rigidité, légèreté et résistance aux environnements difficiles. Chacune de ces caractéristiques peut être rendue plus dominante en utilisant une résine qui les complète. Pour sélectionner la résine la plus appropriée, il faut d'abord déterminer quelle doit être sa caractéristique dominante.

Un moyen rentable de fabriquer une solution composite à faible poids consiste à utiliser une résine polyester insaturée, qui possède des propriétés mécaniques, électriques et chimiques relativement bonnes. Il peut être adapté pour une gamme d'applications de routine telles que les profils de transport, structurels et de construction.

Cependant, si une application nécessite un degré plus élevé de rigidité ou de résistance, alors une résine époxy est préférable. La liaison entre une résine époxy et la fibre est solide, ce qui signifie que des charges de cisaillement plus élevées peuvent être transférées entre les fibres, donnant au composite de meilleures valeurs de résistance. Combiné avec le volume plus élevé de fibres que permet la résine époxy, un composite avec une excellente résistance et une rigidité élevée peut être fabriqué, qui peut être modifié davantage pour s'adapter aux applications à haute température si nécessaire.

Alternativement, si un composite nécessite une résistance aux environnements difficiles en plus de la rigidité, les résines vinylester peuvent être un meilleur choix. La structure moléculaire de l'ester vinylique facilite la résistance chimique, donc si un composite est destiné à un environnement marin ou à une application industrielle où des acides ou des alcalis sont présents, l'utilisation d'un ester vinylique améliorera les performances du composite.

Lors de la production de profilés composites qui doivent être assemblés à l'aide de vis, le composite doit être robuste pour éviter les fissures et la rupture. Ceci peut être réalisé grâce à la conception structurelle, mais la sélection d'une résine appropriée permet une structure simplifiée et des coûts réduits, rendant le composite adapté à une plus large gamme d'applications. Le polyuréthane, par exemple, est extrêmement résistant par rapport au polyester insaturé, ce qui le rend idéal pour de telles applications.

Ajout de nouvelles propriétés

La sélection d'une résine qui complétera les caractéristiques les plus précieuses d'un composite améliorera les performances et la durée de vie de votre composite. Cependant, l'amélioration des propriétés existantes n'est pas le seul avantage à prendre le temps de choisir une résine adaptée.

Les résines peuvent également ajouter des propriétés entièrement nouvelles à une solution composite. Des additifs de résine peuvent être incorporés dans la résine pour obtenir une gamme d'avantages, d'une simple amélioration de la finition de surface ou l'ajout de couleur, à des améliorations plus complexes, telles que la résistance aux UV ou les propriétés antimicrobiennes et antivirales.

Par exemple, étant donné que les résines se décomposent naturellement lorsqu'elles sont exposées au soleil, l'ajout d'absorbeurs d'ultraviolets pour résister aux rayons UV permet aux composites d'obtenir de meilleures performances dans des environnements à forte intensité lumineuse qui provoqueraient normalement la fragilisation et la désintégration du matériau.

De même, des additifs antimicrobiens peuvent être mélangés à une résine pour empêcher la contamination par des bactéries ou des champignons. Ceci est utile pour toute solution composite manipulée par des humains, comme les machines, les transports publics et les dispositifs médicaux.

Influence additive

Il est important de noter que, dans certains cas, l'inclusion d'additifs de résine peut altérer les propriétés d'un composite. Dans certains cas, par exemple, des additifs ignifuges sont nécessaires en quantités si élevées pour fonctionner efficacement que vous devez réduire le nombre de fibres dans le composite, réduisant ainsi sa résistance et sa rigidité.

Le choix de la résine est un élément essentiel de la création d'une solution composite et ne doit pas être négligé. Établir la fonction la plus importante d'un composite et concevoir la résine pour améliorer la capacité du composite à remplir cette fonction nous permet de créer une solution composite dans laquelle les fibres et la résine fonctionnent harmonieusement.

À propos de l'auteur

Sami Pirinen

Sami Pirinen (doctorant en chimie des matériaux) est chimiste et contact de support technique chez Exel Composites depuis 2017. Il a travaillé au sein de l'équipe R&D d'Exel pour développer des solutions de résine pour répondre aux demandes des clients en produits composites. Il recherche également de nouveaux matériaux de résine pour étendre davantage les possibilités des composites pour atteindre de nouvelles applications.