Étude analytique et expérimentale de l’imprégnation de composites à matrice thermoplastique dans le procédé de pultrusion

Analytical and experimental investigation of impregnation in thermoplastic pultrusion process

GeM – Institut de Recherche en Génie Civil et Mécanique UMR CNRS 6183, École Centrale de Nantes, Université de Nantes, France
e-mail : sana.koubaa@ec-nantes.fr; christian.burtin@ec-nantes.fr

Reçu : 19 Septembre 2011
Accepté : 16 Février 2012

Résumé

L’une des préoccupations majeures dans la production de profilés composites à matrice thermoplastique par le procédé de pultrusion est de réussir l’imprégnation de la résine thermoplastique par le réseau de fibres de renfort, tout en réalisant une forme correcte et en conservant une excellente résistance aux chocs. En effet, l’imprégnation est un processus difficile en raison de la viscosité élevée des thermoplastiques à l’état fondu. Une étude analytique et expérimentale de l’état de l’imprégnation a été menée. Celle-ci permet de prévoir notamment la perméabilité et la pression capillaire mise en jeu lors de la progression capillaire. Les propriétés du renfort et la distribution des fibres sont mises en évidence notamment grâce à la microtomographie X. Ce travail a pour objectif industriel la fabrication de profilés pultrudés complexes pour application aéronautique.

Abstract

In this paper we focus on the pultrusion of composites with thermoplastic resins. One of the major concerns in producing the thermoplastic profiles is to succeed the infiltration of the resin within the network of the reinforcing fibers while achieving the correct shape and maintaining excellent impact resistance. Indeed, the impregnation process has become difficult due to the high viscosity of thermoplastics. An analytical and experimental study of the state of the impregnation is carried out. In our study, we provide the permeability and capillary pressure involved during the liquid progression. Besides, the properties of the reinforcement and the fiber distribution are described.