Comportement de la résine pendant le traitement : quelles sont les principales propriétés de la résine à prendre en compte lors du développement d'un processus de fabrication ? -A257

 

Comportement de la résine pendant le traitement : quelles sont les clés résine propriétés à prendre en compte lors du développement d’un procédé de fabrication ?
Article Perspectives
Type de document	Article
Identificateur de document	257
Thèmes	La gestion thermique Gestion des contraintes résiduelles et contrôle dimensionnel Gestion du dépôt et de la consolidation des matériaux
Tags	Durcissement et cristallisation caractérisation des matériaux Paramètres du matériau Propriétés physiques Flux de résine Cinétique de durcissement des thermodurcissables Polymères thermodurcissables Transformation thermique
Pré-requis :	Polymérisation des polymères thermodurcissables Transitions de phases thermiques des polymères
Date du webinaire Le 16 juin 2021

Introduction

Lors de la fabrication la résine subit des transformations importantes : thermodurci les résines évoluent d'un liquide de faible poids moléculaire à un solide hautement réticulé. Une compréhension approfondie de cette transition liquide-solide est essentielle lors du développement, de l’optimisation ou du dépannage d’un processus de fabrication. Par exemple, l'imprégnation et la consolidation du lit de fibres doivent être terminées avant que la résine ne se transforme d'un liquide visqueux en un gel caoutchouteux, et le démoulage doit avoir lieu lorsque la résine atteint un état solide vitreux.

Ce webinaire aborde les principales propriétés de fabrication des résines thermodurcies telles que viscosité, gélification, température de transition vitreuse et degré de guérison. De courtes vidéos sont utilisées pour démontrer les différentes techniques utilisées aujourd'hui pour caractériser ces propriétés de fabrication. Le contenu de ce webinaire sera extrait en direct du Knowledge in Practice Center (KPC) – une ressource ouverte sur les connaissances et les meilleures pratiques en matière de fabrication de composites, disponible en ligne sur https://compositeskn.org/KPC.

Diapositives de webinaire

Slides du webinaire disponibles en cliquant sur l'icône ci-dessous

Informations supplémentaires pour certains chapitres

Chapitre	Titre du chapitre	Liens vers des informations connexes dans le Centre de connaissances en pratique
1	Bienvenue et présentations	N/D
2	Aperçu du Centre de connaissances en pratique (KPC)	Accueil - A1
3	Aperçu et objectifs d'apprentissage	N/D
4	Comment la résine se transforme lors de la fabrication	Polymérisation des polymères thermodurcissables - A162
5	Quelles sont les principales propriétés de la résine à prendre en compte ?	N/D
6	Exemple de workflow de fabrication (RTM)	Fabrication de composites - A215
7	Étape d'imprégnation	Contenu futur
8	Viscosité	Viscosité (résine) - A203
9	Temps de gel	Polymérisation des polymères thermodurcissables - A162
10	Étape de transformation thermique (durcissement)	Transformation thermique - A172
11	Degré de polymérisation	Degré de guérison - A104
12	Chaleur de réaction	Chaleur de réaction - A114
13	Étape de démoulage	Contenu futur
14	Température de transition vitreuse	Transitions de phases thermiques des polymères - A102
15	Étape d'assemblage	Contenu futur
16	Comportement thermovolumétrique	Transitions de phases thermiques des polymères - A102
17	Informations couramment disponibles dans les fiches techniques	N/D
18	Exemple TDS: Résine vinylester	Contenu futur
19	Exemple TDS : Epoxy préimprégné	Contenu futur
20	Caractériser les propriétés du matériau : Temps de gel	Comment mesurer le temps de gel - M101
21	Caractérisation des propriétés du matériau : Degré de durcissement	Comment mesurer le temps de durcissement et le degré de durcissement - M100
22	Caractériser les propriétés du matériau : Viscosité	Viscosité (résine) - A203
23	Résumé et conclusion	N/D
24	Questions et réponses	N/D

Pages liées

Type de page	Liens
Introduction aux articles sur les composites
Articles sur les connaissances fondamentales	Polymérisation des polymères thermodurcissables - A162 Degré de guérison - A104 Polymères thermoplastiques - A161 Polymères thermodurcissables - A105
Documents sur la méthode des connaissances fondamentales	Comment mesurer le temps de durcissement et le degré de durcissement - M100 Comment mesurer le temps de gel - M101 Comment mesurer le contenu des armatures (et le contenu matriciel correspondant) - M109 Essai de traction - M117
Exemples concrets de connaissances fondamentales
Articles sur la connaissance des systèmes
Documents de méthode de connaissance des systèmes
Connaissance des systèmes Exemples travaillés
Articles du catalogue des systèmes
Objets du catalogue des systèmes – Matériel
Objets du catalogue de systèmes – Forme
Objets du catalogue des systèmes – Outillage et consommables
Objets du catalogue des systèmes – Équipement
Documents de pratique	Diminution du temps de cycle de durcissement - P121 Assurer un flux de résine approprié et une consolidation de la pièce pour un nouveau cycle de polymérisation - P119 Assurer un flux de résine approprié et une consolidation de pièce pour un nouveau matériau - P120 Pratique d'élaboration d'une étape de procédé de transformation thermique - P105 Dépannage des problèmes de mise à l'échelle des pièces minces aux pièces épaisses - P140 Dépannage des problèmes de mise à l'échelle des coupons aux pièces - P134
Études de cas	Dépannage des processus à température ambiante pour les grandes pièces récréatives et industrielles - C100
Articles Perspectives	Webinaire Ingénierie des matériaux composites session 3 - Matériaux constitutifs - Résine - A122 Webinaire sur l'ingénierie des matériaux composites session 4 - Gestion thermique et durcissement de la résine - A123 Webinaire Ingénierie des matériaux composites session 5 - Procédés de fabrication - Introduction - A124 Webinaire Ingénierie des matériaux composites session 7 - Procédés de fabrication - Moulage de composites liquides - A126 Simulation de processus composites : un examen de l'état de l'art pour le développement de produits - A283 Webinaire d'expert mondial en composites cdmHUB du Dr Anoush Poursartip - A136 Effet du durcissement sur les propriétés mécaniques d'un composite (Partie 1 sur 2) - A319 Effet du durcissement sur les propriétés mécaniques d'un composite (Partie 2 sur 2) - A320 Transfert de chaleur dans le traitement des composites - A321 Introduction à la transformation des composites thermoplastiques - A322 Paramètres pour l'analyse structurale des composites - A247 Comportement de la résine pendant le traitement : quelles sont les principales propriétés de la résine à prendre en compte lors du développement d'un processus de fabrication ? -A257 Comprendre le traitement de la résine polyester : l'effet de la température ambiante sur la pièce finale - A286

À propos	Aide

Pour les composites à matrice polymère (PMC), la résine fait référence à la matrice ; la phase matérielle continue qui lie le renfort ensemble, maintient la forme et transfère la charge. Les résines sont divisées en deux groupes principaux : les thermodurcissables et les thermoplastiques.

Les thermodurcissables sont une classe de polymères qui subissent une polymérisation et une réticulation pendant le durcissement à l'aide d'un agent durcissant et d'un chauffage ou d'un promoteur. Au départ, ils se comportent comme un fluide visqueux. Pendant le durcissement, ils passent d'un fluide visqueux à un gel caoutchouteux (matériau viscoélastique) et enfin à un solide vitreux.

S'ils sont chauffés après durcissement, ils deviennent initialement mous et caoutchouteux à des températures élevées. S'ils sont davantage chauffés, ils ne fondent pas mais se décomposent (brûlent)

Livré en deux parties : partie A (résine) et partie B (durcisseur). Lorsqu'il est mélangé, la réaction de durcissement commence et n'est pas réversible.

Les exemples incluent l'époxy ou le polyester.

Dans le traitement des composites, la viscosité est un indicateur de la facilité avec laquelle la matrice de résine se mélangera avec le renfort et de la façon dont elle restera en place pendant le traitement. Plus la viscosité est faible, plus la résine s'écoule facilement. La viscosité de la résine varie considérablement selon les chimies et les formulations.

Par définition scientifique, la viscosité est une mesure de la résistance d'un matériau à la déformation. Pour les liquides, c'est en réponse à des contraintes de cisaillement imposées.

La température de transition vitreuse (T_g) est la région de température où le polymère passe d'un matériau dur et vitreux à un matériau souple et caoutchouteux. C'est l'une des propriétés les plus importantes de tout polymère amorphe.

Le degré de durcissement (DOC) est une indication de l'avancement de la réaction de durcissement chimique (processus de réticulation) dans une résine thermodurcissable.

DOC est défini par un nombre entre 0 et 1 (ou 0% et 100%) où 100% est une résine entièrement durcie. Il n'est pas nécessaire qu'il atteigne 100 % à fond pour que la résine devienne solide ou la pièce à utiliser. Dans certaines applications aérospatiales, les résines ne sont durcies qu'à environ 90 %. Plus le degré de durcissement est élevé, plus les propriétés mécaniques sont élevées.

Le moulage par transfert de résine (RTM) consiste à charger une préforme dans un outil assorti en deux pièces (ou plus), à le fermer et à injecter de la résine sous pression (~ 15-100 psi, ou ~ 1-7 bar).

Bien adapté aux pièces de petite à moyenne taille, limité aux grandes tailles en raison des charges de pression d'injection et du coût de l'outil.

Acronyme de « Fiche Technique ». Ce sont des documents qui fournissent des informations sur les détails spécifiques d'un produit. Dans l'industrie des composites, cela fait généralement référence aux propriétés du matériau et de son procédé de fabrication. Ces informations sont généralement fournies par le fabricant du produit.

Le matériau pré-imprégné (prepreg) fait référence à une fibre déjà combinée à de la résine. C'est la forme de matériau la plus couramment utilisée dans l'aérospatiale.

Pendant la production du préimprégné (par exemple, les fibres sont passées dans un bain de résine), le préimprégné est chauffé et partiellement durci au stade B (< 5 % de degré de durcissement). Les préimprégnés thermodurcissables (par exemple les préimprégnés époxy) doivent être conservés au congélateur à environ -20 °C. À température ambiante, l'époxy commence à durcir.