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Matériaux composites

Un matériau composite est un assemblage d'au moins deux composants non miscibles, de structure différente et dont les qualités individuelles se combinent et se complètent pour donner des performances globales améliorées. Ces matériaux associent des polymères et des renforts en fibres, généralement de verre ou de carbone. Ils apportent des avantages indéniables grâce à leurs propriétés, notamment de légèreté et de résistance.

Les composites sont constitués :

  • d'une matrice polymère thermoplastique ou thermodurcissable qui apporte au matériau sa forme et sa cohésion, distribue les contraintes et protège les fibres de l'environnement.
  • de renforts, principalement sous forme de fibres longues ou continues,(carbone, verre, aramide…) dont la fonction est d'apporter résistance et rigidité
  • d'autres composants et additifs : compatibilisants, stabilisateurs UV, charges conductrices, retardateurs de flamme…

Aujourd'hui, les composites font preuve d'une grande vitalité et les innovations se succèdent. Ils apparaissent comme des matériaux d'avenir et l'optimisation des procédés associée à la R&D leur insufflent une réelle dynamique.

Constitution

Les matrices des composites sont classiquement des thermodurcissables : ce sont des résines liquides époxydes ou phénoliques, de faible viscosité, qui durcissent au cours d'un cycle de polymérisation irréversible et qui, de ce fait, sont non recyclables par fusion : polyester surtout, vinylester, époxy, phénolique, cyanate ester... Les composites à matrice thermodurcissables représentent environ 70 % des composites transformés en Europe

Les polymères thermoplastiques durcissent au cours du refroidissement. Le processus de transformation chimique qui les fabrique est réversible. Les matrices thermoplastiques ont une viscosité élevée et se mettent en œuvre par fusion. Ce sont des PP, PA, PBT, PEI, PPS, PEEK… et connaissent une croissance plus rapide (8%/an) que les thermodurcissables.

Le principal avantage des composites thermoplastiques par rapport aux thermodurcissables est donc de pouvoir les mettre en œuvre (et les re-mettre en œuvre ou les recycler) à l'état fondu mais également d'avoir un matrice plus flexible qui lui confère une meilleure résistance aux chocs et une meilleure résistance après impact.