À partir de 1937 avec l'invention de la fibre de verre, de nouvelles solutions polymères d'un intérêt technico-commercial considérable ont été développées

L'évolution des plastiques dans la période qui a suivi la fin de la Seconde Guerre mondiale a conduit le secteur à une innovation scientifique continue en concurrence avec lui-même.

La découverte de nouvelles liaisons polymères et de nouvelles applications commerciales a révolutionné le domaine industriel en donnant naissance à de nouveaux produits, en remplaçant d'autres en matériaux traditionnels et en améliorant le rapport qualité prix des artefacts.

En plus de découvrir de nouveaux polymères, des solutions techniques ont été découvertes qui ont conduit à une amélioration des performances du polymère de base, réussissant à créer de nouveaux domaines d'application jusque-là inconnue.

En fait, la capacité de résistance obtenue grâce aux polymères et aux composites à matrice polymère était, il y a encore quelques années, impensable.

En particulier, le secteur des Fibres HP, conçu pour offrir des performances que les fibres textiles traditionnelles n'étaient pas en mesure d'atteindre, notamment en ce qui concerne les capacités mécaniques, thermiques et chimiques, a créé une véritable révolution technologique.

Des matériaux qui, en plus de pouvoir répondre à des exigences particulières, doivent montrer une bonne aptitude à s'inscrire dans des cycles textiles, même modifiés.

Nées il y a une trentaine d'années sous l'impulsion de certains secteurs stratégiques, notamment militaire et aéronautique, elles sont aujourd'hui exploitées dans les domaines les plus divers, de l'environnemental à la secteur de l'habillement de protection :

• des géotextiles pour le confinement des sols capables de résister à de très fortes pressions

• tissus de protection balistique capables d'absorber l'énergie des balles

• fils pour vêtements de protection résistants à l'énergie générée par la foudre

• les renforts textiles à utiliser dans les matériaux composites à usage structurel dans le domaine du bâtiment.

La première fibre à hautes performances à la fois en traction et thermique fut la fibre de verre (1937) produite par Owens et Corning Glass, constituée principalement de silice, d'oxyde de calcium, oxyde d'aluminium, oxyde de bore.

Appartenant à la famille des fibres inorganiques, elle a connu une croissance annuelle de 15 à 25 % jusque dans les années 60 - 70, lorsque les fibres de carbone sont apparues sur le marché et les fibres aramides, même si à ce jour la fibre de verre occupe la première place en termes de volumes utilisés comme fibre de renfort.

Les fibres de carbone, découvertes en 1879 par Edison, ne sont commercialisées que depuis 1960, selon un procédé mis au point par William Watt pour Royal Aircraft au Royaume-Uni.

Mais la vraie révolution dans le monde des fibres hautes performances a commencé avec l'apparition sur le marché (1965) des fibres aramides développées par DuPont, initialement sous forme de méta -les aramides (Nomex), des fibres à très haute température de fusion et de décomposition (600° - 800°C) et d'excellentes caractéristiques d'isolation électrique.

Ces propriétés les rendent particulièrement adaptées à la production de tissus ou de feutres avec lesquels confectionner des vêtements de protection (la plupart des combinaisons de pilotes de Formule 1 sont en Nomex, précisément en raison de ses propriétés ignifuges, ainsi que celles des exploitants de plateformes pétrolières) et pour la filtration des gaz chauds.

Sous forme de papier ou de carton, ils sont utilisés pour l'isolation électrique et, sous forme de nid d'abeille, pour la fabrication de matériaux composites.

Quelques années plus tard (1972) DuPont introduit à nouveau sur le marché des fibres para-aramides (Kevlar), ouvrant ainsi la nouvelle ère des fils à haute tension et performances thermiques :

• excellente résistance mécanique

• rigidité

• absorption élevée des radiations

• résistance aux chocs

• pour chauffer

• à la flamme.

Avec des composites renforcés de fibres de Kevlar, cinq fois plus résistants que l'acier pour le même poids, ont été créés les airbags qui ont permis les sondes sur Mars et le parachute du Galileo sonde, envoyée sur Jupiter.

Une couverture en composites renforcés de Kevlar recouvre les parois de la Station spatiale internationale, en orbite autour de la terre, pour les protéger des dommages causés par les micrométéorites.

La fibre de Kevlar, commercialisée sous forme de filament, de fibre et de pulpe, remplace l'amiante dans la garniture des embrayages et des freins de toutes les voitures provenant des lignes de production européennes.

A côté des fibres aramides, sont apparues sur le marché des fibres polyester aromatiques, celles produites avec des polymères hétérocycliques aromatiques, ou réalisées avec l'utilisation de molécules souples (comme les hautes molécules polyéthylène de poids), pour la production de fibres à haute orientation moléculaire selon leur axe, à l'aide d'un nouveau procédé de filage, appelé gel spinning.

Dans la production de produits industriels où la résistance doit être combinée avec la légèreté et la flexibilité, les fibres textiles HP sont une solution valable, celle qui retient encore le plus leur une utilisation intensive est le coût élevé, principalement une conséquence de certains problèmes techniques liés à leur maniabilité.

Généralement, plus les performances du matériau sont élevées, plus les difficultés liées à sa transformation sont élevées.

Ceci est plus évident pour les fibres à très haute résistance mécanique, en effet pour leur donner cette performance la méthode de production normalement suivie consiste à soumettre la matière, après l'approvisionnement chaîne, avec un repassage très élevé.

Avec cette technique on obtient la haute ténacité recherchée mais au détriment de l'allongement, par conséquent les fibres ont une faible déformabilité et sont rigides, cela implique des difficultés d'essorage.

A l'inverse, une augmentation exceptionnelle de l'allongement, donc de l'élasticité, est obtenue au détriment de la ténacité et de la capacité d'absorption d'humidité, ainsi que d'une grande résistance aux agents chimiques rend l'absorption d'humidité quasi nulle et crée des difficultés pour teindre les fibres.

Traduction automatique. Nous nous excusons pour toute inexactitude. Article original en italien.

Info Cécilia Cecchini