Élaboration d'ensimages thermoplastiques thermostables : influence sur le comportement mécanique des composites PEEK / fibres de carbone
Institution:
Toulouse 3Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
This work deals with the elaboration of new carbon fibers sizings compatible with thermostable thermoplastic matrices, such as the PEEK, which the processing temperature is above 300°C. First, two routes were considered, one based on synthesized PolyEtherKetoneKetone oligomers (PEKK), the other based on PolyEtherImide (PEI). The two of them being solids, a formulation work was required to obtain stable aqueous dispersions ideal for an industrial sizing. Secondly, PEEK/CF unidirectional composites were made with sized and unsized carbon fibers. Finally, the influence of the sizing on the mechanical properties of the composites were highlighted by scanning electron microscopy and dynamic mechanical analysis in shear mode before and after kerosene immersion. The comparative study of the results highlights that the sizing tends to improve the stress transfer between the fiber and the matrix but also to prevent solvent infiltration along the fiber.
Abstract FR:
Ce travail présente l'élaboration de nouveaux ensimages de fibres de carbone compatibles avec des matrices polymères thermoplastiques thermostables, telles que le PEEK, dont la température de mise en œuvre est supérieure à 300°C. Premièrement, deux solutions ont été envisagées, une à base d'oligomères de PolyEtherKetoneKetone (PEKK) synthétisés, et l'autre à base de PolyEtherImide (PEI). Ces deux composés étant solides, un travail de formulation a été nécessaire afin d'obtenir des dispersions aqueuses stables idéales pour un ensimage industriel. Dans une deuxième partie, des composites modèles PEEK/FC ont été élaborées avec des fibres ensimées et non ensimées. Dans la dernière partie, l'influence de l'ensimage sur les propriétés mécaniques des composites a été mise en évidence par microscopie électronique à balayage et par une analyse mécanique dynamique en cisaillement avant et après immersion dans le kérosène. L'étude comparative des résultats obtenus met en évidence que l'ensimage tend non seulement à améliorer le transfert de contrainte entre la fibre et la matrice mais permet aussi d'éviter des infiltrations de solvant le long de la fibre.