La matrice résineuse des composites thermoplastiques comprend des plastiques techniques généraux et spéciaux, et le PPS, communément appelé « plastique d'or », est un représentant typique des plastiques techniques spéciaux. Ses performances incluent une excellente résistance à la chaleur, de bonnes propriétés mécaniques, une résistance à la corrosion et une auto-inflammabilité jusqu'au niveau UL94 V-0. Grâce à ces avantages, le PPS se distingue par sa facilité de mise en œuvre et son faible coût par rapport aux autres plastiques techniques thermoplastiques hautes performances, ce qui en fait une excellente matrice résineuse pour la fabrication de matériaux composites.
Le matériau composite PPS plus fibre de verre courte (SGF) présente les avantages d'une résistance élevée, d'une résistance élevée à la chaleur, d'un caractère ignifuge, d'un traitement facile, d'un faible coût, etc.
Le matériau composite en fibre de verre allongée PPS (LGF) présente les avantages d'une ténacité élevée, d'un faible gauchissement, d'une résistance à la fatigue, d'une bonne apparence du produit, etc. Il peut être utilisé pour les turbines, les carters de pompe, les joints, les vannes, les turbines et les carters de pompes chimiques, les turbines et les coques d'eau de refroidissement, les pièces d'appareils électroménagers, etc.
Quelles sont donc les différences spécifiques dans les propriétés des composites PPS renforcés de fibres de verre courtes (SGF) et de fibres de verre longues (LGF) ?
Les propriétés complètes des composites PPS/SGF (fibres de verre courtes) et PPS/LGF (fibres de verre longues) ont été comparées. Le procédé d'imprégnation par fusion utilisé pour la préparation de la granulation à vis permet d'imprégner le faisceau de fibres dans le moule d'imprégnation, sans endommager la fibre. Enfin, la comparaison des données sur les propriétés mécaniques des deux composites peut apporter une aide technique aux équipes scientifiques et technologiques du secteur applicatif lors du choix des matériaux.
Analyse des propriétés mécaniques
Les fibres de renforcement ajoutées à la matrice de résine forment un squelette porteur. Lorsque le matériau composite est soumis à une force externe, les fibres de renforcement peuvent efficacement supporter les charges externes ; elles peuvent également absorber l'énergie due aux fractures, aux déformations, etc., et améliorer les propriétés mécaniques de la résine.
Lorsque la teneur en fibres de verre augmente, davantage de fibres de verre du matériau composite sont soumises à des forces externes. Parallèlement, l'augmentation du nombre de fibres de verre amincit la matrice de résine entre les fibres de verre, ce qui favorise la construction de cadres renforcés de fibres de verre. Par conséquent, l'augmentation de la teneur en fibres de verre permet au matériau composite de transférer davantage de contraintes de la résine aux fibres de verre sous charge externe, ce qui améliore considérablement ses propriétés de traction et de flexion.
Les propriétés de traction et de flexion des composites PPS/LGF sont supérieures à celles des composites PPS/SGF. Avec une fraction massique de fibres de verre de 30 %, les résistances à la traction des composites PPS/SGF et PPS/LGF sont respectivement de 110 MPa et 122 MPa ; les résistances à la flexion sont respectivement de 175 MPa et 208 MPa ; les modules d'élasticité en flexion sont respectivement de 8 GPa et 9 GPa.
La résistance à la traction, la résistance à la flexion et le module d'élasticité en flexion des composites PPS/LGF ont augmenté respectivement de 11,0 %, 18,9 % et 11,3 % par rapport aux composites PPS/SGF. Le taux de rétention de longueur des fibres de verre dans le matériau composite PPS/LGF est plus élevé. À teneur en fibres de verre identique, le matériau composite présente une meilleure résistance à la charge et de meilleures propriétés mécaniques.
Date de publication : 23 août 2022
