Qu’est-ce que la résine FRP ?
Les résines FRP sont des plastiques renforcés par des fibres.
Elles sont largement utilisées comme matériaux légers et résistants, notamment pour les pièces d’avions et autres véhicules de transport, les matériaux de construction, les équipements sportifs, voire dans l’industrie spatiale pour les fusées et les composants de satellites.
Les propriétés physiques des résines FRP varient en fonction de la résine de la matrice et du matériau de renforcement utilisé. Il est donc important de sélectionner la résine FRP la mieux adaptée à l’utilisation.
Utilisations des résines FRP
Les résines FRP sont appelées différemment en fonction du renfort ajouté et ont des caractéristiques différentes. Les résines FRP contenant des fibres de verre sont appelées GFRP.
Les PRFV ont une résistance spécifique supérieure à celle des matériaux métalliques, sont plus légers et ne sont pas conducteurs en raison de leur teneur en verre.
En revanche, le PRFC, qui contient des fibres de carbone, est plus résistant et plus dur que le PRV, mais il est conducteur d’électricité. Cependant, toutes les résines FRP ont en commun les propriétés de légèreté et de résistance.
Structure des résines FRP
Les résines FRP sont composées d’une résine matricielle et d’un matériau de renforcement. Les résines polyester insaturées, les résines époxy et les résines vinylester sont utilisées comme résines matricielles.
Les résines de polyester insaturé présentent les avantages d’un moulage facile et d’une excellente résistance à l’eau. L’ajout d’halogènes permet également de renforcer la résistance à la flamme.
Les résines époxydes présentent une excellente résistance aux acides et aux alcalis ainsi qu’aux produits chimiques, mais sont difficiles à mouler. Les résines vinylester sont faciles à mouler et ont une excellente résistance mécanique, les résines Bis-A ont une mauvaise résistance aux solvants mais une excellente résistance aux acides et aux alcalis, et les résines novolac ont une mauvaise résistance à l’oxydation mais une excellente résistance aux solvants et à la chaleur.
Types de résines FRP
Les fibres de verre, de carbone et d’aramide sont utilisées comme agents de renforcement dans les résines PRFV. Les PRFV à base de fibres de verre ont une résistance spécifique supérieure à celle du métal, ne sont pas conducteurs et sont relativement peu coûteux.
En revanche, le PRFC à base de fibres de carbone est plus solide, plus léger et plus dur que le PRFV, mais il est également conducteur. L’AFRP à base de fibres d’aramide est plus léger et plus résistant, mais moins facile à travailler.
En raison des différentes structures chimiques des différents renforts, leur résistance à la corrosion diffère également considérablement. Les propriétés des PRFV varient également en fonction de la qualité de la fibre de verre utilisée. Le verre E, le plus couramment utilisé dans les résines PRFV, a une très faible teneur en métaux alcalins et une excellente résistance à l’eau, mais lorsqu’il est en contact avec des acides forts, des composants tels que l’Al et le Ca sont lessivés et des fissures risquent de se produire.
Les fibres de carbone, quant à elles, sont affectées par les produits chimiques oxydants puissants, mais peuvent être utilisées sans problème dans la plupart des environnements. Les fibres aramides sont également sujettes à l’hydrolyse lorsqu’elles sont en contact avec des produits chimiques alcalins, en raison de leurs liaisons amides, et sont également facilement dégradées par la lumière UV.
Autres informations sur les résines FRP
Aptitude à la transformation des résines FRP
Dans la résine FRP à base de fibres de carbone (CFRP), les fibres de carbone sont imprégnées de résine époxy liquide thermodurcissable, coupées en feuilles semi-durcies et formées par pressurisation et thermodurcissement dans un autoclave. Toutefois, la méthode ci-dessus exige que les fibres soient infiltrées dans la résine de la matrice, ce qui la rend difficilement applicable aux résines thermoplastiques à haute viscosité.
D’autre part, les méthodes de moulage des PRFC avec des résines thermoplastiques font toujours l’objet de recherches, par exemple le moulage sous presse. Dans cette méthode, les fibres de carbone contenant une résine thermoplastique sont chauffées, transportées et pressées dans un moule, puis refroidies et coupées pour être traitées.
Toutefois, cette méthode présente encore certains problèmes, notamment la nécessité de disposer d’une méthode permettant de couper les CFRP à haute résistance de manière propre et sans usure de la lame.