Les thermodurcissables et les époxy thermoplastiques recyclables :un paysage en expansion

Thermodurcissable ou thermoplastique ? C'est une question souvent posée lorsque CompositesWorld recherche les histoires qu'il publie. Une application composite particulière tire-t-elle parti des propriétés mécaniques élevées inhérentes à de nombreuses résines thermodurcissables, ou utilise-t-elle la soudabilité, la formabilité ou la recyclabilité des thermoplastiques ? Grâce à une poignée d'entreprises innovantes, la réponse pour de nombreuses applications peut plus fréquemment devenir « les deux », car les thermodurcissables retraitement combinant les propriétés des thermodurcissables et des thermoplastiques font leurs preuves sur le marché. Ce qui suit sont les principaux concurrents actuels dans ce domaine.

Thermoplastiques de type thermodurcissable

La résine thermoplastique liquide Elium d'Arkema (Colombes, France et roi de Prusse, Pennsylvanie, États-Unis) a été introduite en 2014. Considérée comme la première sur le marché, Elium est une résine thermoplastique - thermoformable, soudable, recyclable - qui, comme un thermodurcissable résine, présente des propriétés mécaniques élevées et est compatible avec les procédés de fabrication de résine thermodurcissable conventionnels.

La société a lancé trois variétés d'Elium, spécifiquement pour l'infusion, le moulage par transfert de résine (RTM) et le moulage par compression humide. Elium est également indiqué pour être adapté à la pultrusion. Les exemples d'applications incluent les pales d'éoliennes, le renforcement du béton et les profilés de fenêtre, et Arkema a déclaré que le matériau présentait également un potentiel sur les marchés de l'automobile, de l'aérospatiale et des articles de sport.

Cecence (Salisbury, Royaume-Uni) a développé une famille de produits époxy thermoplastiques, appelée la série K, disponible sous forme de composé de moulage préimprégné, semi-imprégné K_Plate, enroulable K-Rod et K-Chip. Le matériau est décrit comme une résine thermoplastique avec des composants époxy liés à son extrémité.

Crédit photo :Cecence

Contrairement aux thermoplastiques traditionnels, les résines K_Series ont une viscosité relativement faible, plus semblable aux thermodurcissables, permettant une distribution uniforme de la résine sur une variété de fibres et une compatibilité avec le dimensionnement des fibres époxy. Les produits de la série K sont également faciles à peindre et à coller, comme un thermodurcissable. Comme les thermoplastiques typiques, cependant, les produits K_Series permettent le reformage des pièces finies et sont réputés être résistants et absorbants d'énergie.

Les applications incluent un système d'équipement de ligne aérienne (OHLE) pour le rail, ainsi que des démonstrateurs et d'autres projets dans le secteur automobile et la construction. La société a déclaré que les domaines clés de développement ultérieur incluent les développements pour la réduction du bruit et la recyclabilité.

Les thermodurcissables de type thermoplastique

Crédit photo :Mallinda

En cours de développement depuis 2014, les résines vitrimères de Mallinda (Denver, Colorado, États-Unis) sont l'industrialisation d'un type de thermodurcissable retraitement nommé pour la première fois en 2011. Grâce aux travaux de l'entreprise développant des réseaux de doubles liaisons carbone-azote hautement stables mais reconfigurables, liés à l'imine au sein de la chimie de la résine, les vitrimères peuvent être remodelés et retraités lorsqu'ils sont chauffés comme un thermoplastique, et peuvent être durcis et réticulés comme un thermodurcissable. En raison de la chimie réversible inhérente aux vitrimères, les matériaux durcis peuvent également être dépolymérisés et séparés de la fibre dans des conditions douces.

Avec d'autres itérations en cours de développement, les deux premières variantes de vitrimère de Mallinda sont le Vitrimax T60 pour les articles de sport et le Vitrimax T130 pour remplacer les époxydes structurels standard dans les structures automobiles, éoliennes et industrielles.

L&L Products (Romeo, Michigan, États-Unis) a formulé un film adhésif reformable à base d'époxyde appelé T-Link Film, censé présenter à la fois les avantages d'adhérence d'un époxy avec la recyclabilité, la réparabilité et la formabilité d'un thermoplastique technique. Le film T-Link est réputé pour ses performances élevées par rapport aux films adhésifs thermoplastiques traditionnels et sert également de solution pour remplacer les époxy liquides salissants et chronophages. Le produit, un récent changement de marque du film adhésif époxy thermoplastique L-F610 de L&L, est disponible sous forme de film, de résine ou de fil enduit.

Enfin, l'objectif principal du consortium européen Airpoxy de 11 membres, dirigé par CIDETEC (San Sebastián, Espagne), est de réduire les coûts de production et de maintenance des pièces composites sur le marché de l'aérospatiale grâce au développement d'époxy thermoformables, réparables, encollables, à base de composites (voir « Résines époxydiques retransformables, réparables et recyclables pour composites »).

Appelée Airpoxy, la nouvelle famille de produits est développée à partir de ce que le consortium a appelé « l'époxyde intelligent », des résines thermodurcissables qui présentent des liaisons chimiques réversibles et dynamiques qui préservent les capacités d'imprégnation des fibres et la stabilité des thermodurcissables tout en ajoutant la reconditionnement, la réparabilité et la recyclabilité des thermoplastiques. Actuellement, les démonstrateurs de panneaux d'avion utilisant Airpoxy servent à prouver la technologie.