Qu’est-ce qu’un pré-imprégné ?
Les pré-imprégnés sont des matériaux composites fabriqués par imprégnation de feuilles de fibres avec de la résine. Ils constituent un type de matière première utilisée dans le moulage des plastiques renforcés de fibres.
La résine utilisée pour l’imprégnation est soit une résine thermodurcissable, telle que l’époxy, qui durcit à la chaleur, soit une résine thermoplastique, qui se ramollit à la chaleur et durcit en refroidissant. Les fibres de carbone et de verre sont souvent utilisées comme fibres.
Des combinaisons de fibres et de résines d’imprégnation peuvent être utilisées pour créer des matériaux répondant à des besoins spécifiques.
Utilisations des pré-imprégnés
Outre les fibres de carbone et de verre, les fibres aramides sont également utilisées comme fibres dans les pré-imprégnés. Leurs utilisations respectives sont les suivantes.
1. Pré-imprégnés en fibres de carbone
Le pré-imprégné fabriqué à partir de fibres de carbone est appelé pré-imprégné carbone. Il est utilisé comme matériau de moulage pour les plastiques renforcés de fibres de carbone (PRFC), qui se caractérisent par leur légèreté, leur résistance élevée et leur grande rigidité.
Il est également conducteur d’électricité grâce à l’utilisation de fibres de carbone conductrices. Il est principalement utilisé dans le secteur aérospatial, mais a un large éventail d’autres applications, telles que les automobiles, les tiges de clubs de golf et les cadres de raquettes de tennis.
2. Pré-imprégnés en fibre de verre
Les pré-imprégnés en fibres de verre sont utilisés comme matériau de moulage pour les plastiques renforcés de fibres de verre (PRFV). Ceux-ci se caractérisent par une résistance spécifique supérieure à celle des matériaux métalliques, sont plus légers et ne sont pas conducteurs d’électricité en raison de l’utilisation de fibres de verre isolantes.
Cette caractéristique est utilisée dans les couvercles d’antennes, les cartes de circuits imprimés, etc.
3. Plastiques renforcés de fibres d’aramide
Les fibres d’aramide sont très légères et difficiles à casser, et présentent une résistance aux chocs et une solidité élevées. En revanche, elles sont plus difficiles à casser que les fibres de carbone et de verre, ce qui complique leur moulage en formes libres et leur post-traitement. En raison de leur résistance élevée aux chocs et de leur solidité, elles sont utilisées dans les avions, dans diverses pièces destinées au secteur spatial et dans les appareils à pression.
Principe des pré-imprégnés
Les pré-imprégnés ont une forme et des propriétés physiques qui facilitent leur utilisation comme matériau de moulage pour les PRFC et les PRFV. Comme la résine et les fibres sont composées dans un rapport quantitatif prédéterminé pour former une feuille, il est possible de produire des pièces moulées dont les performances varient moins qu’avec d’autres méthodes de production de PRFC.
Les matériaux pré-imprégnés sont imprégnés de résine avec les fibres disposées dans une seule direction. Il s’agit d’un matériau UD, résistant dans le sens des fibres mais très faible dans le sens vertical des fibres. Aussi, lors du moulage en plastique renforcé de fibres (PRF), il est important d’empiler les fibres dans différentes directions.
En changeant le sens de la transition, l’on peut mouler des PRF à haute résistance dans n’importe quelle direction. Il existe également des pré-imprégnés dans lesquels le tissu est imprégné de résine, qui sont appelés matériaux de tissu. La résine imprégnée dépend de l’utilisation et de la différence entre CFRP et GFRP. Les résines thermodurcissables telles que l’époxy, le polyester insaturé et les résines phénoliques sont souvent utilisées, ainsi que les thermoplastiques tels que le polypropylène, le polyamide, le polycarbonate et le polyétheréthercétone. sont souvent utilisées.
Les pré-imprégnés fabriqués à partir de résines thermodurcissables en particulier ont une surface collante parce qu’ils restent non durcis jusqu’à ce qu’ils soient moulés en PRFV. Ils doivent être scellés et congelés pour empêcher la poursuite du durcissement pendant le stockage.
Autres informations sur les pré-imprégnés
Comment sont fabriqués les pré-imprégnés
Les méthodes de fabrication des pré-imprégnés diffèrent selon que la résine à imprégner est thermodurcissable ou thermoplastique.
1. Résine thermodurcissable
Un film de résine précuit est moulé et pressé à chaud avec des fibres ou des tissus de fibres alignés uniaxialement. La teneur en fibres peut être contrôlée par l’épaisseur du film, et il est peu probable que la teneur en fibres soit inégale.
2. Résine thermoplastique
En raison de la viscosité élevée de la résine elle-même, il existe deux méthodes : dissoudre la résine dans un solvant, l’imprégner et sécher le solvant, ou broyer la résine en petits morceaux, la saupoudrer sur les fibres ou les textiles et la presser à chaud.