Les matières plastiques désignent des matériaux principalement composés de résines (ou de monomères polymérisés directement lors de la transformation), auxquels sont ajoutés des plastifiants, des charges, des lubrifiants et des colorants, et qui peuvent être moulés lors de la transformation.
Caractéristiques clés des matières plastiques :
① La plupart des plastiques sont légers et chimiquement stables, résistants à la corrosion.
② Excellente résistance aux chocs.
③ Bonne transparence et résistance à l'usure.
④ Propriétés isolantes avec une faible conductivité thermique.
⑤ Généralement facile à mouler, à colorer et à traiter à faible coût.
⑥ La plupart des plastiques ont une faible résistance à la chaleur, une dilatation thermique élevée et sont inflammables.
⑦ Instabilité dimensionnelle, sujette à la déformation.
⑧ De nombreux plastiques présentent de mauvaises performances à basse température, devenant cassants dans des conditions froides.
⑨ Sensible au vieillissement.
⑩ Certains plastiques se dissolvent facilement dans les solvants.
Résines phénoliquesLes résines phénoliques sont largement utilisées dans les applications de matériaux composites à fibres de verre (PRFV) exigeant des propriétés de résistance au feu, à la fumée et à la toxicité (FST). Malgré certaines limitations (notamment leur fragilité), elles demeurent une catégorie majeure de résines commerciales, avec une production mondiale annuelle de près de 6 millions de tonnes. Les résines phénoliques offrent une excellente stabilité dimensionnelle et une résistance chimique remarquable, se maintenant dans une plage de températures de 150 à 180 °C. Ces propriétés, associées à leur rapport coût-performance avantageux, expliquent leur utilisation continue dans les produits en PRFV. Parmi les applications typiques, on peut citer les composants d'intérieur d'aéronefs, les revêtements de soutes, les intérieurs de véhicules ferroviaires, les caillebotis et les canalisations de plateformes pétrolières offshore, les matériaux de tunnel, les matériaux de friction, l'isolation des tuyères de fusées et d'autres produits soumis aux exigences FST.
Types de composites phénoliques renforcés par des fibres
Composites phénoliques renforcés par des fibresCes matériaux comprennent des composés de moulage phénoliques renforcés par des fibres coupées, des tissus et des fibres continues. Les fibres coupées anciennes (par exemple, le bois et la cellulose) sont encore utilisées dans ces composés pour diverses applications, notamment les pièces automobiles comme les couvercles de pompe à eau et les composants de friction. Les composés de moulage phénoliques modernes incorporent des fibres de verre, des fibres métalliques ou, plus récemment, des fibres de carbone. Les résines phénoliques utilisées sont des résines novolaques, réticulées à l'hexaméthylènetétramine.
Les matériaux textiles pré-imprégnés sont utilisés dans diverses applications, telles que le moulage par transfert de résine (RTM), les structures sandwich en nid d'abeille, la protection balistique, les panneaux intérieurs d'aéronefs et les revêtements de soute. Les produits renforcés de fibres continues sont obtenus par enroulement filamentaire ou pultrusion.composites renforcés par des fibresOn utilise généralement des résines phénoliques résoliques solubles dans l'eau ou dans un solvant. Outre les phénoliques résoliques, d'autres systèmes phénoliques apparentés, tels que les benzoxazines, les esters de cyanate et la résine Calidur™ récemment mise au point, sont également employés dans les PRF.
La benzoxazine est un nouveau type de résine phénolique. Contrairement aux phénols traditionnels, où les segments moléculaires sont liés par des ponts méthylène [-CH₂-], les benzoxazines forment une structure cyclique. Elles sont facilement synthétisées à partir de composés phénoliques (bisphénol ou novolaque), d'amines primaires et de formaldéhyde. Leur polymérisation par ouverture de cycle ne produit ni sous-produits ni composés volatils, ce qui améliore la stabilité dimensionnelle du produit final. Outre leur haute résistance à la chaleur et aux flammes, les résines de benzoxazine présentent des propriétés absentes des phénols traditionnels, telles qu'une faible absorption d'humidité et une grande stabilité diélectrique.
Calidur™ est une résine thermodurcissable monocomposante de nouvelle génération, stable à température ambiante, à base de polyaryléther amide, développée par Evonik Degussa pour les industries aérospatiale et électronique. Cette résine polymérise à 140 °C en 2 heures, avec une température de transition vitreuse (Tg) de 195 °C. Calidur™ présente actuellement de nombreux avantages pour les composites haute performance : absence d’émissions volatiles, faible exothermie et faible retrait lors de la polymérisation, résistance thermique et à l’état humide élevée, résistance supérieure à la compression et au cisaillement des composites, et excellente ténacité. Cette résine innovante constitue une alternative économique aux résines époxy, bismaléimide et ester cyanate à Tg moyenne à élevée dans les secteurs de l’aérospatiale, des transports, de l’automobile, de l’électronique et autres applications exigeantes.
Date de publication : 24 juin 2025
