Un matériau est stratifié lorsqu’il est constitué de strates, c’est-à-dire de couches superposées de feuilles élémentaires.
Une matière plastique est renforcée si on lui incorpore des charges fibreuses destinées à accroître ses qualités de résistance mécanique.
Les matériaux stratifiés se présentent sous une forme plane ou développable, cylindrique ou tubulaire, c’est-à-dire sous toute forme qui peut être communiquée à une feuille ou à une superposition de plusieurs feuilles.
Les plastiques renforcés peuvent prendre toutes les formes qu’on désire leur donner.
Matériaux stratifiés
Les feuilles élémentaires peuvent être de toute nature : papier, tissu, bois lamelle, tissu de verre. La résine de liaison est habituellement une résine phénolique pour la plupart des usages techniques. Les résines polyesters insaturées sont également utilisées. Les stratifiés décoratifs comportent une épaisseur de papiers imprégnés de résine phénolique et une couche décorative superficielle de papier imprégné de résine de mélamine. Lorsque l’épaisseur de la plaque composite est égale ou supérieure à 1,5 mm, le matériau est dit lamifié, pour le distinguer des produits stratifiés plus minces et plus économiques.
Ces matériaux sont préparés en deux stades :
1. imprégnation du support (le plus souvent du papier) par la résine liquide et séchage à basse température afin d’éviter la polymérisation prématurée ;
2. pressage des papiers imprégnés entre les plateaux d’une presse à étages multiples, sous des pressions variant de 50 à 70 kg/cm2 à des températures comprises entre 130 et 160 °C.
Les éléments composant les plaques stratifiées sont insérés entre les plateaux chauffants de la presse par paquets de huit dans chaque étage de la presse. Il faut environ 25 minutes de chauffage pour parfaire la polymérisation à cœur et ensuite 40 minutes de refroidissement sous pression.
Les stratifiés sont utilisés en revêtement de mobilier (tables, sièges, placards), en décoration intérieure (lieux publics, restaurants, hôtels, etc.). Dans l’industrie, on les emploie pour divers usages : engrenages silencieux (tissus imprégnés de résine phénolique), pièces textiles, isolants électriques (bois lamelles imprégnés), etc.
Plastiques renforcés
Cette technique de fabrication s’est beaucoup développée depuis 1950. Les résines de liaison utilisées sont surtout des polyesters insaturés, des résines époxydes, qui ont la particularité de durcir à basse température sous l’influence d’un catalyseur ou d’un durcisseur. Elles permettent de réaliser des pièces très importantes sous basse pression ou même sans intervention de pression : carrosseries automobiles, bateaux (jusqu’à des chalutiers), meubles, etc. L’avantage de cette méthode de mise en œuvre réside dans la simplicité du matériel : brosses et petit outillage classique ou pistolet de projection spécial. En revanche, elle est lente et exige une importante quantité de main-d’œuvre possédant une grande expérience. Le succès de ces plastiques renforcés est dû à l’emploi des fibres de verre, dont les qualités de résistance mécanique sont remarquables.
Ces fibres sont utilisées soit telles quelles, par projection concomitante au pistolet avec la résine liquide, soit sous forme de mats (feutres de fibres de verre), ou encore parfois en tissu. La fabrication demande de nombreux tours de main et une bonne connaissance des exigences mécaniques de chaque pièce à réaliser, afin de prévoir les renforts appropriés aux points critiques. Le tissu donne plus de résistance que le mat ou la fibre, mais est plus coûteux et ne peut être appliqué que sur des surfaces développables. On l’utilise surtout pour améliorer les finitions superficielles. Le mat de verre, plus économique, permet davantage de souplesse, tout en assurant de bonnes qualités mécaniques. Enfin, la fibre est surtout employée en projection au pistolet pour des productions de série. On a mis au point le formage sous basse pression (quelques bars) de pièces relativement planes (tables scolaires, sièges, etc.) en utilisant des moules métalliques et une presse dont la pression de service peut être exactement contrôlée. Selon que la pression est plus ou moins forte en fin d’opération, la teneur en résine du complexe est plus ou moins élevée. Il existe également des compositions pour moulage sous haute pression par la technique de compression (pré-mixes, plaques). Ces matières conviennent pour des usages techniques et de grandes séries (pièces industrielles). Enfin, le renforcement par des fibres de verre a été appliqué aussi aux résines thermoplastiques : polyamides, polyoléfines, polystyrènes, qui peuvent être moulées par injection. Pour des fabrications spéciales (armement, aéronautique, astronautique, etc.), les fibres de verre peuvent être remplacées par des fibres d’amiante, de textiles synthétiques, de céramique, de métal, de carbone.
J. D.
➙ Fibre de verre / Plastique (matière) / Polyester / Polymérisation.
