Étude de l'introduction de nanotubes de carbone entre les couches d'un composite renforcé par fibre de carbone à base de polyaryléthercétone naphtalène par une méthode d'imprégnation en solution en deux étapes et du renforcement interlaminaire
Cette étude est basée sur une méthode d'imprégnation en solution en deux étapes pour introduire des nanotubes de carbone (CNTs) entre les couches des composites afin de résoudre le problème de faible performance interlaminaire des composites thermoplastiques dû à l'enrichissement en résine entre les couches et au manque de phase de renforcement. La première étape d'imprégnation assure une infiltration complète de la résine à l'intérieur des faisceaux de fibres, tandis que la seconde permet une dispersion des CNTs dans la zone interlaminaire. L'effet de la quantité ajoutée de CNTs sur la ténacité à la rupture interlaminaire et les propriétés mécaniques dans le plan a été étudié de manière systématique. Les résultats expérimentaux montrent qu'à une fraction massique de CNTs de 1,0 %, la ténacité à la rupture interlaminaire du composite est optimale, avec des ténacités initiale et d'extension de type I atteignant respectivement 1,23 et 1,27 kJ/m2, ce qui représente une amélioration significative de 51,85 % et 42,70 % par rapport aux composites non traités; la ténacité interlaminaire de type II est de 1,82 kJ/m2, avec une augmentation de 44,80 %. Par ailleurs, cette méthode n'altère pas les propriétés dans le plan du matériau, la résistance à la flexion ayant augmenté jusqu'à 1414 MPa. L'analyse des fractures par microscopie électronique à balayage révèle que la surface fracturée du composite modifié est plus rugueuse et présente des microfissures, indiquant une complexité accrue dans le chemin de propagation des fissures. Cette méthode permet une distribution des CNTs dans les zones riches en résine, offrant une voie technique simple et efficace pour la fabrication de composites à haute performance interlaminaire.
关键词
nanotubes de carbone; composites thermoplastiques; ténacité à la rupture interlaminaire; propriétés mécaniques