Les chercheurs de Skoltech ont amélioré la pultrusion - une technologie utilisée pour produire des polymères renforcés de fibres de section constante - des profils. Ce sont des matériaux composites légers et rigides composés de plastique et de fibres de verre ou de carbone. Ils ne rouillent pas, peuvent être soudés, sont recyclables et pourraient un jour remplacer l'acier et l'aluminium dans le génie civil, la construction maritime et ailleurs. Pour l'instant, ils sont majoritairement produits et examinés dans des laboratoires scientifiques. Les résultats de l'étude, qui mettait en vedette des élèves de l'internat de Letovo pour enfants surdoués, sont rapportés dans Composites Communications .

La pultrusion thermoplastique consiste à tirer des bandes de fibres de verre imprégnées de plastique à travers une machine où le plastique fond et le matériau prend la forme souhaitée.

Au lieu de la bande source traditionnellement utilisée, l'équipe Skoltech du Centre des technologies des matériaux dirigée par le professeur adjoint Alexander Safonov, qui dirige le Laboratoire des matériaux et structures composites de l'Institut, a utilisé le type de matière première habituellement utilisée dans une autre technique de fabrication, ce qui a entraîné une augmentation surprenante de 20 % à 27 % de la résistance des composites pultrudés.

"Plutôt que d'utiliser les rubans plus conventionnels, nous avons commandé des feuilles de composition similaire à la société Zhongji, en Chine, et les avons découpées en bandes adaptées à la machine de pultrusion", a déclaré le premier auteur de l'étude, Skoltech Ph.D. étudiant Kirill Minchenkov, a commenté. "En fait, nous avons essayé à la fois les rubans et les feuilles avec une proportion égale de fibres de renforcement, et ces dernières ont donné des composites qui présentaient des propriétés mécaniques nettement meilleures. À savoir, ils ont montré des résistances à la compression, à la traction et à la flexion plus élevées."

C'est la première fois que ces tôles dites préconsolidées sont utilisées en pultrusion pour réaliser des stratifiés plats.

Les chercheurs attribuent les meilleures caractéristiques de leurs composites au fait que les feuilles sont plus minces que les rubans, ce qui leur permet de mieux s'imprégner du polymère. Il en résulte moins de pores et d'autres défauts dans le composite, ce qui lui confère des propriétés supérieures.

Étant donné que le composant polymère du composite fabriqué chez Skoltech est du polypropylène, le matériau est non seulement léger et résistant, mais il convient également au soudage et au recyclage. "Cela a à voir avec la distinction entre les stratifiés thermodurcissables et thermoplastiques", a expliqué Minchenkov. "Dans le premier cas, le composant polymère durcit une fois pour toutes, vous ne pouvez donc pas le réchauffer pour souder deux parties ensemble ou recycler le produit. Le polypropylène est le matériau dont sont faits la plupart des emballages alimentaires que vous voyez dans une épicerie. Si vous essayez d'y mettre le feu, il se ramollit, fond et coule afin que vous puissiez changer la forme du matériau et retirer le plastique des fibres. C'est similaire à ce qui se passe dans le soudage et le recyclage."

Au fur et à mesure que les stratifiés plats thermoplastiques pultrudés deviennent meilleurs en termes de caractéristiques et plus faciles à fabriquer, ils seront de plus en plus capables de concurrencer les métaux industriels, tels que l'acier et l'aluminium, en tant que matériaux pour la construction civile, la construction navale, etc. + Explorer plus loin

Nouvelle méthode pour produire des composites à 'mémoire de forme'