Le professeur adjoint Aniruddh Vashisth montre un échantillon de vitrimère (1) renforcé par des fibres de carbone.
Bien que la fibre de carbone puisse être réparée et recyclée dans une certaine mesure, elle est généralement mise au rebut lorsqu’elle est endommagée. Cependant, selon une étude récente, un nouveau type de matériau peut être facilement réparé ou réutilisé par la simple application de chaleur.
Actuellement, la plupart des produits en fibre de carbone sont fabriqués à partir de ce que l’on appelle techniquement des polymères renforcés de fibre de carbone (CFRP : Carbon Fiber Reinforced Polymers). Il existe deux types de CFRP : les thermodurcissables et les thermoplastiques.
Les thermodurcissables les plus couramment utilisés intègrent un polymère époxy qui durcit de manière permanente une fois qu’il a été polymérisé – ce qui rend le matériau solide, mais assez difficile à retravailler par la suite. En revanche, les thermoplastiques utilisent une colle polymère plus souple qui peut être fondue selon les besoins. Malheureusement, ils ne sont pas aussi solides ou rigides que les PRFC thermodurcis.
Avec ces limitations à l’esprit, une équipe de l’Université de Washington dirigée par le professeur adjoint Aniruddh Vashisth s’est penchée sur un groupe plus récent de matériaux en fibre de carbone, appelés vitrimères renforcés de fibre de carbone (vCFRP) – ils sont censés combiner les meilleures qualités des thermodurcissables et des thermoplastiques.
Comme les polymères thermodurcissables dont ils sont dérivés, les plastiques vitrimères des vCFRP forment initialement des liaisons chimiques fortes, ce qui donne un matériau solide et rigide. Toutefois, lorsque les vitrimères sont chauffés – à l’aide de sources de chaleur traditionnelles ou à radiofréquence – ces liaisons sont libérées, ce qui permet aux fissures ou autres défauts de se résorber d’eux-mêmes. Lorsque les vitrimères refroidissent, les liens se reforment et le matériau retrouve sa résistance.
De cette manière, il serait possible de réparer plusieurs fois des vCFRP endommagés ou dégradés, et de les décomposer éventuellement pour les recycler.
« Ces matériaux peuvent transformer le cycle de vie linéaire des plastiques en un cycle circulaire, ce qui constituerait un grand pas vers la durabilité », déclare le professeur Nikhil Koratkar.
- Les vitrimères sont un nouveau type de polymères organiques, classé entre les thermodurcissables et les thermoplastiques, qui pourraient permettre de produire des matériaux composites aux propriétés intéressantes, peu coûteux et susceptibles d’être fabriqués à partir de déchets de plastiques, même mal triés
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0008622321010666?via%3Dihub
https://www.me.washington.edu/news/article/2021-11-03/healable-carbon-fiber-composite
