• Fibres de carbone

    Fibres de carbone

Polymères renforcés de fibres

Angle de contact et tension superficielle pour optimiser le mouillage et l'adhésion entre les fibres et la matrice plastique

Les fibres de verre, minérales ou de carbone renforcées confèrent aux plastiques de nouvelles propriétés, comme la résistance à la traction et à la rupture ou la conductivité, tout en ayant une faible densité. De nouveaux domaines d'application pour les polymères renforcés de fibres apparaissent régulièrement grâce à la propriété flexible du matériau.

L'incorporation de fibres pose souvent problème dans la chimie des surfaces, car beaucoup de fibres sont confrontées aux faibles propriétés de mouillage des matières plastiques fondues ou des agents de durcissement. Les mesures de l'angle de contact sur les fibres uniques ou les mèches de fibres ainsi que la caractérisation de surface des matrices plastiques permettent d'optimiser spécifiquement le revêtement en fibres et le processus d'incorporation.

Domaines courants d'application des plastiques renforcés de fibres

  • Construction automobile et aéronautique
  • Équipements sportifs
  • Cartes de circuits imprimés
  • Bois artificiel
  • Structures légères dans des bâtiments

Mesures de l'angle de contact pour le revêtement et l'incorporation de fibres

Avant d'être incorporée dans la matrice plastique, la fibre est souvent dotée d'un revêtement, généralement avec le même matériau que le plastique cible. Par exemple, les fibres de carbone sont souvent revêtues d'une résine époxy avant d'être intégrées dans une matrice époxy. Cela entraîne de nouvelles interfaces entre la fibre et le revêtement et entre le revêtement et la matrice cible. Celles-ci peuvent être mesurées étape par étape en se basant sur l'angle de contact à l'aide de notre Force Tensiometer – K100.

Notre instrument de mesure sur fibre unique Force Tensiometer – K100SF mesure la mouillabilité de la fibre en se basant sur l'angle de contact. À cette fin, il réalise des mesures précises des forces de mouillage, même sur des fibres de carbone de seulement quelques micromètres d'épaisseur. Un contrôle qualité peut donc être réalisé à l'aide de notre instrument de mesure à une étape très précoce, à savoir avant que les fibres ne soient tressées en mèches à des fins d'incorporation. Une inspection des mèches peut être réalisée par la suite et les composites de fibres hétérogènes peuvent même être analysés à l'aide de nos instruments par la méthode de Washburn.

Analyse de l'adhésion et de la stabilité à long terme

En plus de la mouillabilité initiale, l'adhésion obtenue entre la fibre et la matrice plastique est une information utile. Elle peut être calculée en mesurant l'énergie de surface de la fibre et la tension superficielle de l'agent de durcissement séparément. Les polymères fondus à incorporer dans des matières thermoplastiques peuvent également être analysés.

L'analyse séparée des différentes phases permet également de déterminer la tension interfaciale entre la fibre et la matrice. Il s'agit d'une mesure de l'instabilité inhérente du collage, qui doit être maintenue aussi basse que possible afin de garantir une tenue stable dans le temps.

Rapports d'application KRÜSS

AR271 : Wettability of carbon fibres using single-fibre contact angle measurements - a feasibility study

Les forces de mouillage très faibles sur une fibre de carbone peuvent être mesurées à l'aide d'un instrument de mesure d'angle de contact sur fibre unique K100SF. Les différences de la valeur moyenne vont au-delà de la bande de dispersion et quantifient ainsi la mouillabilité des fibres.

Demande d’information