Une équipe de recherche du Skoltech Center for Design, Manufacturing and Materials (CDMM) a étudié les effets des additifs de traitement – ​​hydroxyde d'aluminium et stéarate de zinc – sur la cinétique de polymérisation des thermodurcissables utilisés en pultrusion. La recherche a été publiée dans le Journal des matériaux composites .

Éléments structurels en plastique renforcé de fibres (PRF) qui présentent des avantages évidents par rapport aux matériaux conventionnels, comme l'acier, bois, et béton, sont largement utilisés dans le civil, construction maritime et routière. Les structures FRP sont fabriquées selon le procédé de pultrusion, dans laquelle la polymérisation est obtenue en tirant en continu le matériau. Les ingénieurs utilisent largement des modèles mathématiques pour optimiser le processus de pultrusion et éviter ainsi des expériences coûteuses souvent effectuées par essais et erreurs.

Pour optimiser le processus de pultrusion, il faut soigneusement considérer de nombreux paramètres qui déterminent la qualité du produit final, et la composition du mélange de polymères en fait partie. Une description précise de la pultrusion nécessite un modèle approprié de cinétique de durcissement de la résine, selon l'additif de traitement utilisé. S'il est bien choisi, le modèle aide à déterminer la vitesse de traction la plus élevée possible. À son tour, maximiser la vitesse de traction tout en maintenant la qualité des profils résultants est essentiel pour améliorer l'efficacité et, donc, la rentabilité du procédé de pultrusion.

Une équipe CDMM, y compris Ph.D. l'étudiant Alexander Vedernikov et l'étudiant en MSc Yaroslav Nasonov dirigés par le professeur associé Alexander Safonov et le directeur du CDMM, le professeur Iskander Akhatov, ont prouvé que les additifs ont un impact considérable sur la vitesse de polymérisation en pultrusion. L'équipe a constaté que les prédictions de vitesse de traction différaient jusqu'à 1,7 fois pour les compositions avec et sans additifs, ce qui a eu un effet dramatique sur les performances de pultrusion.

"Notre Laboratoire des Matériaux et Structures Composites travaille intensément sur l'optimisation des procédés afin d'augmenter la rentabilité tout en maintenant la qualité requise des structures composites. Pour ce faire, nous appliquons des modèles mathématiques de procédés de fabrication et les validons dans des expérimentations sur des équipements industriels, ", explique Alexandre Safonov.