Introduction :
Pour augmenter l'adhésion interfaciale entre les fibres et la matrice dans les composites polymères, des agents de couplage et des compatibilisants sont fréquemment utilisés. Les caractéristiques mécaniques, thermiques et physiques du matériau composite s'en trouvent améliorées. L'impact des agents de couplage et des compatibilisants sur le polypropylène renforcé de fibres continues (PRFC) sera examiné dans cet article, ainsi que leurs avantages et leurs utilisations.
La fonction des agents de couplage et des compatibilisants :
Dans les matériaux composites, les agents de couplage sont utilisés pour renforcer la connexion entre la fibre et la matrice polymère. Ils créent un lien chimique en interagissant avec les groupes fonctionnels à la surface des fibres et de la matrice. La résistance mécanique et la rigidité du composite sont améliorées par l'interface solide produite par cette interaction chimique. Les compatibilisants, quant à eux, sont utilisés pour améliorer le mélange et la dispersion des fibres et de la matrice polymère. Ils contribuent à réduire la tension à l'interface fibre-matrice, ce qui améliore la mouillabilité et les qualités mécaniques.
Effet sur les caractéristiques de traction : Les caractéristiques de traction du CFRPP peuvent être considérablement améliorées par l'ajout d'agents de couplage et de compatibilisants. Selon des études, l'utilisation d'un agent de couplage silane avec le CFRPP peut augmenter sa résistance à la traction jusqu'à 56% par rapport au composite non couplé. De même, les compatibilisants peuvent augmenter le module de résistance à la traction du CFRPP jusqu'à 70% en utilisant des matériaux tels que le polypropylène greffé à l'anhydride maléique (MAPP).
Effet sur la résistance à l'impact :
L'ajout de agents de couplage et les compatibilisants peuvent également augmenter la résistance aux chocs du CFRPP. Dans les applications où le matériau doit résister à des charges d'impact importantes, telles que les pièces automobiles, cet aspect est particulièrement crucial. Selon une étude, par rapport au CFRPP non couplé, la résistance à l'impact du CFRPP additionné de MAPP a augmenté de 65%.
Effet sur les propriétés thermiques :
Les agents de couplage et de compatibilité peuvent contribuer à améliorer les caractéristiques thermiques du CFRPP. Lorsqu'il est couplé au CFRPP, un agent de couplage tel que le 3-glycidoxypropyltriméthoxysilane (GPTMS) peut améliorer la stabilité thermique du matériau de 40%. La température de déviation thermique du CFRPP peut être augmentée jusqu'à 50% lorsqu'un compatibilisant tel que l'anhydride maléique greffé sur le polyéthylène (PE-g-MAH) est utilisé.
Applications :
Les agents de couplage et les compatibilisants sont aujourd'hui souvent utilisés dans une variété d'applications en raison des améliorations considérables qu'ils apportent aux qualités mécaniques, thermiques et physiques. Dans le secteur automobile, où le CFRPP est fréquemment utilisé dans des composants légers tels que les pare-chocs et les pièces intérieures, ils sont très utiles. Dans le secteur de la construction, les agents de couplage et les agents de compatibilité ont également été utilisés pour améliorer les performances du CFRPP dans des éléments structurels tels que les ponts et les bâtiments.
En résumé, les agents de couplage et de compatibilité sont essentiels pour améliorer les caractéristiques du polypropylène renforcé par des fibres continues. Ils renforcent l'adhésion interfaciale entre la fibre et la matrice, ce qui améliore les caractéristiques mécaniques, thermiques et physiques du matériau. Dans plusieurs domaines et applications, en particulier dans les secteurs de l'automobile et de la construction, l'utilisation d'agents de couplage et de compatibilisateurs gagne en popularité.
