Bases composites renforcées de fibres de carbone
Le polymère renforcé de fibre de carbone (CFRP) est un matériau composite formé en utilisant un tissu de fibres de carbone ou de fibres de carbone en tant que renforcement et résine, céramique, métal, ciment, carbone ou caoutchouc comme matrice. .
C'est une fibre de haute performance qui est utilisée le plus dans la construction de bâtiments. Les fibres organiques dans l'atmosphère protectrice sont carbonisées par traitement thermique sous tension appliquée pour devenir des fibres de carbone ayant une teneur en carbone de 90% ou plus.
Les matériaux en PRFC étaient à l'origine utilisés dans l'industrie aérospatiale et cette technologie a mûri dans les années 1970. Dans les années 1960, les États-Unis ont commencé à appliquer des matériaux CFRP dans le domaine du génie civil. Cependant, les résultats expérimentaux n'étaient pas satisfaisants à l'époque et le coût du test était très élevé. Par conséquent, la recherche et l'application de matériaux en PRF dans le domaine du génie civil n'ont pas beaucoup progressé au cours des deux décennies suivantes. Ce n'est que dans les années 1980 que des pays comme l'Europe, les États-Unis, le Japon et l'Australie ont commencé à s'intéresser à la recherche appliquée connexe.
一. Type et structure de CFRP
Comment est fabriqué CFRP? Tout d'abord, la fibre de carbone est juste une sorte de fibre, et il est impossible de fabriquer des pièces en l'utilisant seule. Par conséquent, la fibre de carbone est utilisée en tant que matériau composite avec la résine. En fonction du type de résine utilisée, et de la variété et de l'état de la fibre de carbone, qui peuvent être transformés en diverses formes telles que des tissus tissés et des fibres courtes, les propriétés des CFRP produites sont également très différentes. Il y a quatre substrats intermédiaires principaux (matériaux de moulage). Les principales méthodes de moulage correspondant à ces substrats intermédiaires et matériaux de moulage sont également différentes.
二 Thermodurcissable et thermoplastique
Il existe deux types de résines utilisées dans les CFRP, l'une est une résine thermodurcissable telle qu'une résine époxy ou une résine polyester insaturée, et l'autre est une résine thermoplastique telle que le polypropylène (PP) ou le polyamide (PA). Les propriétés de ces deux résines varient.
La résine thermodurcissable est un monomère de faible viscosité dans l'étape d'imprégnation des fibres de carbone, puis polymérise en chauffant au moment du moulage pour devenir un polymère (résine). Comme la réaction de polymérisation prend un certain temps, le cycle de moulage est généralement long. Le temps de chauffage est de 2 à 4 heures en utilisant la méthode de l'autoclave utilisée dans la fabrication des pièces structurelles d'avions.
Lorsqu'une résine thermoplastique est utilisée, le moulage est fondamentalement le même que celui du moulage de résine habituel, et le moulage par injection de l'élément de petite taille peut être complété en 10 secondes, et même un très grand élément de grande taille peut être formé. de 1 minute à plusieurs minutes. Terminé à l'intérieur. En raison de l'efficacité de traitement élevée, il est facile d'obtenir une réduction des coûts. Cependant, les résines thermoplastiques ont des viscosités à l'état fondu plus élevées que les résines thermodurcissables, de sorte que de grandes presses doivent être utilisées lors du traitement de pièces de grandes dimensions.
