Dans notre série d'articles couvrant les matériaux utilisés dans la fabrication de fibre de verre, la résine est le type de matériau le plus utilisé entrant dans la fabrication de bateaux en fibre de verre. Dans cet article, nous allons revoir ce qu'est la résine, ses différents types, comment et avec quoi l'utilisent-on et finalement ses avantages et inconvénients.
La résine en général
Une résine désigne un produit polymère (naturel, artificiel ou synthétique) qui est une matière de base pour fabriquer des matières plastiques, peinture, adhésifs, etc. Elle peut être du type thermoplastique ou thermodurcissable.
Les résines les plus souvent utilisées lors de la stratification des bateaux en fibre de verre sont de type thermodurcissables. Elle inclues les polyester, epoxides et phénolique. La plupart des bateaux en fibre de verre sont fabriqués avec la résine polyester et ce par le fait de son faible coût. Les résines époxiques sont utilisées dans quelques coques de bateaux de sports et pour certaines applications spéciales.
Propriétés
Un matériau thermodurcissable ne peut être mis en œuvre qu'une seule fois et devient infusible et insoluble après polymérisation. Une fois durci, sa forme ne peut plus être modifiée. Après polymérisation et durcissement, une nouvelle montée en température ne permettra pas au produit de retrouver son état initial (liquide ou pâteux). Il est noté que les thermodurcissables ne sont pas recyclables, mais on peut néanmoins les ajouter dans d'autres matériaux comme renfort.
Les matériaux thermodurcissables sont généralement plus résistants que les matériaux thermoplastiques. On leur reconnaît une très bonne résistance diélectrique, mécanique, ainsi qu'aux produits chimiques (matériaux non réactifs), et à la chaleur.
Mécanisme
Les monomères de départ sont le plus souvent sous forme liquide dont la viscosité peut être très élevée. La polymérisation peut être engendrée par une montée en température (généralement plus de 200 degrés Celsius), l'action de radiations, l'humidité (colle à prise très rapide type super glue) ou de produits chimiques (catalyseurs, durcisseurs,...). Le processus transforme la résine en plastique, caoutchouc, par des liaisons croisées. Les matériaux thermodurcissables sont généralement des liquides, des poudres ou des solides, conçus pour être moulés et acquérir leur forme finale ou pour servir d'adhésifs. L’énergie et les catalyseurs ajoutés provoquent la liaison des chaînes de molécules en un réseau en trois dimensions.
Utilisation
- les résines polyester insaturées (utilisées dans les plastiques renforcés de fibre de verre)
- les résines epoxydes (utilisées dans les adhésifs et dans la fabrication des plastiques renforcés par des fibres de carbone ou autres)
- les résines phénoliques
- les résines polyimides
- le caoutchouc vulcanisé
- la bakélite, une résine de formaldéhyde phénolique (utilisée comme isolant électrique)
- le Duroplast
- la mousse d'urée formaldéhyde (utilisée dans la fabrication du contre-plaqué, des panneaux de particules et des panneaux de fibres agglomérées de milieu-densité (MDF))
- la mélamine(utilisé pour les surfaces des plans de travail)
Résine polyester
Les résines thermodurcissables de type polyester sont les plus anciennes et les moins chères. Elles sont les plus répandues dans la fabrication de pièces en matériaux composites et rentrent dans la fabrication de 95% des composites thermodurcissable renforcé. Lors de leur fabrication, elles sont généralement additionnées de 30% à 40% de solvant pour écarter les chaines du pré polymère. Cette opération leurs permet de durer longtemps dans un état liquide et les entreposer pour une période de temps déterminée.
C'est au moment de son emploi que l'on ajoute un accélérateur et catalyseur suivant une séquence bien déterminée et pour des raison bien précises que l'on verra un peu plus loin dans cet article. Elles sont souvent associées au verre dans les pièces composites. Il s'agit en général de composites à faible coût (Coût matière de l'ordre de 200-500 Dinars le kilo, verre + résine polyester, tout dépend du fabricant).
Ces résines sont dites insaturées, c'est à dire que leurs chaînes moléculaires laissent apparaître des doubles liaisons susceptibles de permettre par la suite d'autre assemblages.
Les composites à matrice polyester sont utilisés principalement pour des applications grand public : Fabrication de piscines, de bateaux, de cuves...
Résine epoxy
L'époxyde est un groupement chimique qui donne son nom à des molécules ou monomères époxyde puis par extension aux polymères polyépoxyde. Les polyépoxydes sont couramment utilisés comme colles (la plus connue étant l'Araldite ou peinture. Il présente des propriétés chimiques qui le rendent utile dans le domaine alimentaire et pour la construction. En effet, une fois « sec », il ne réagit pratiquement plus avec les aliments et l'oxygène (premier facteur de dégradation des aliments transformés), il agit donc comme une barrière. Une fois « sec », il prend aussi une forme rigide, ce qui permet de l'utiliser pour renforcer les contenants qui en sont enduits.
De plus, lorsqu'il polymérise, il réagit chimiquement avec les matériaux organiques. Cette réaction en fait une colle ayant un bon facteur de traction en présence de maints matériaux (bois, verre, porcelaine, métal...).
Comme colle, il est aussi employé pour réaliser des circuits imprimés.
La colle époxyde se compose de 2 éléments :''la résine'' et ''le durcisseur''
La résine époxy est aussi utilisée pour la finition de sols industriels, décoratifs, dans l'agro-alimentaire et les sports nautiques tels que le kitesurf pour la fabrication de planches, grâce à ses propriétés de résistance aux contraintes chimiques et mécaniques.
Par: Amine A. Haider
