Composites à matrice copolymère à base de PLLA produits par TP-RTM

Abstract

Le développement de matériaux composites à grande échelle pour des applications industrielles, tels que les composites à matrice époxy renforcés par des fibres de verre ou de carbone, pose des problèmes environnementaux. En effet, contrairement aux thermoplastiques, les thermodurcissables largement utilisés comme matrices dans les composites sont difficiles à recycler. Dans le but de produire des composites plus respectueux de l'environnement, la technique de moulage par transfert de résine thermoplastique (TP-RTM) est en plein développement.1 Ce procédé permet la fabrication de composites à matrice thermoplastique en une seule étape, par polymérisation in-situ de la matrice. Une résine à faible viscosité est nécessaire pour assurer une bonne imprégnation des fibres. Les mélanges de réactifs utilisés pour produire ces composites à matrice thermoplastique peuvent être composés d'un ou plusieurs monomères associés à un catalyseur. Le poly(L-lactide) (PLLA), polymère biosourcé, biocompatible et compostable, est devenu un acteur majeur du marché, notamment dans des applications à courte durée de vie, telles que l'emballage et le biomédical.2 Cependant, son utilisation dans des applications à longue durée de vie reste limitée en raison de sa faible résistance aux chocs et de son faible allongement à la rupture (2-6 %). En revanche, la poly(ε-caprolactone) (PCL), également biodégradable et biocompatible, présente un allongement à la rupture jusqu’à 300 %.3 Dans ce contexte, afin d'améliorer les propriétés mécaniques de la matrice en vue d'applications durables, des composites à matrice poly(L-lactide-co-ε-caprolactone) (PLCL), renforcés par des fibres de verre ou de carbone, ont été fabriqués par TP-RTM.4 La faible viscosité du mélange de réactifs a permis la production de composites avec une teneur en masse de renfort proche de 50 % et une imprégnation quasi complète des fibres. L’élaboration de ces composites ainsi que leurs caractéristiques thermiques, morphologiques et leurs propriétés mécaniques seront présentées et discutées.

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