Bibliographie & annexes
Présentation
NOTE DE L'ÉDITEUR
La norme NF EN ISO 844 (T56-101) du 24/10/2014 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 844 d'avril 2021 : Plastiques alvéolaires rigides - Détermination des caractéristiques de compression
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2105 (Mai 2021).
RÉSUMÉ
L'industrie des matériaux composites dispose de différentes matières premières minérales, destinées à être incorporées aux résines synthétiques afin de conférer aux pièces fabriquées certaines propriétés que les résines ne possèdent pas intrinsèquement. Les microsphères creuses de verre, de masse volumique réelle très faible (0,12 à 0,60 g/cm3), sont surtout utilisées comme charge d’allégement des résines thermoplastiques ou thermodurcissables et de certains élastomères, conduisant, entre autres, à l’obtention de mousses syntactiques. Signalons que les microsphères de verre sont souvent utilisées en complément d’autres charges cellulaires telles que les cendres volantes à base de silice et d’alumine, les microsphères de résines synthétiques et les perlites, qui sont brièvement décrites en fin d'article.
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Jean-Marie RUCKEBUSCH : Ingénieur ISMRa (Institut des sciences de la matière et du rayonnement de Caen) - Responsable technique pour les microsphères de la société 3M France
INTRODUCTION
L'industrie des matériaux composites dispose de différentes matières premières minérales, destinées à être incorporées aux résines synthétiques afin de conférer aux pièces fabriquées certaines propriétés que les résines ne possèdent pas intrinsèquement. Les microsphères creuses de verre, de masse volumique réelle très faible (0,12 à 0,60 g/cm3), sont surtout utilisées comme charge d’allégement des résines thermoplastiques ou thermodurcissables et de certains élastomères, conduisant, entre autres, à l’obtention de mousses syntactiques.
Signalons que les microsphères de verre sont souvent utilisées en complément d’autres charges cellulaires telles que les cendres volantes à base de silice et d’alumine, les microsphères de résines synthétiques et les perlites, qui sont brièvement décrites en fin de dossier.
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- Version courante de janv. 2016 par Jean-Marie RUCKEBUSCH
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Autres charges cellulaires utilisées avec les microsphères de verre3. Principaux débouchés des microsphères
3.1 Mousses syntactiques
3.1.1 Industries navale et pétrolière
3.1.1.1 Modules de flottabilité
Dans le passé, ils étaient constitués par des réservoirs contenant des hydrocarbures de masse volumique faible. Actuellement, les mousses syntactiques, grâce à leur module de compressibilité très élevé et leur faible absorption d'eau, sont utilisées dans les deux domaines ci-après.
-
systèmes ancrés immergés ; leur masse volumique doit être la plus faible possible pour que la poussée d'Archimède leur permette de résister aux éléments externes tels que le courant marin ;
-
systèmes équilibrés en immersion en toute profondeur ; dans le cas de sous-marins habités ou autonomes, pour la flottabilité de l'engin, la stabilité dans le temps de la mousse syntactique, son module de compressibilité ainsi que sa faible absorption d'eau sont les paramètres critiques. L'utilisation des mousses syntactiques a notamment permis la réalisation d'engins habités opérationnels jusqu'à 6 000 m.
Le module de compressibilité de l'eau de mer étant de 2,070 GPa, celui de la mousse syntactique doit être supérieur à cette valeur pour qu'il n'y ait pas perte de flottabilité en profondeur.
3.1.1.2 Âmes de structures sandwiches
L'une des principales applications des microsphères creuses de verre est la fabrication de panneaux sandwiches avec peaux en composites fibres de verre/résine époxyde et âmes en mousses syntactiques pour lesquelles la tenue en température (valeur élevée de la température de transition vitreuse) et les performances mécaniques (tenue en compression, en cisaillement) sont essentielles.
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Principaux débouchés des microsphères
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - PUTERMAN (M.) - Syntactic foams – 1. preparation, structure and properties - Journal of cellular plastics (0021-955X), 16 (4), p. 223 (1980).
-
(2) - WHITAKER TODD (E.) - Hydrostatic pressure testing of low-density syntactic foam - AIAA Paper (0146-3705) (1980).
-
(3) - WATKINS (L.W.) - Syntactic foam buoyancy for ultradeep marine riser - In: Proc. Fourteenth Annual Offshore Technol. Conf., (Houston, U.S.A.: may 3-6, 1982), 3, Dallas, U.S.A., Offshore Technol. Conf., 1982, Paper OTC 4320, p. 235 (1982).
-
(4) - WATKINS (L.) - Syntactic foam buoyancy for production risers - Proceedings of the International Offshore Mechanics and Arctic Engineering Symposium (1988).
-
(5) - SHUTOV (F.A.) - Handb. Polymer - Foams and Foam Technology (1991).
-
(6) - HIEL (C.) - Composite sandwich construction with syntactic foam core. A practical assessment of...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Matériaux composites phénoliques ablatifs
-
Silicones ou siloxanes
-
Polyuréthanes PUR
-
Polyimides PMR
-
...
ANNEXES
1.1 Producteurs de microsphères de verre en Europe (liste non exhaustive)
3M France http://solutions.3m.com/wps/portal/3M/en_EU/EU-EAMD/Home/
HAUT DE PAGE
ASTM D 1622-08 - Standard Test Method for Apparent Density of Rigid Cellular Plastics. - -
ASTM D 695-08 - Standard Test Method for Compressive Properties of Rigid Plastics. - -
Withdrawn Standard ASTM D 2736-78 - (1982) - Practice for Determination of Hydrostatic Compressive Strength of Syntactic Foam (Withdrawn 1984). - -
Withdrawn Standard ASTM D 2926-70 - (1976) - Method of Test for Bulk Modulus of Elasticity of Syntactic Foam (Piston-Cylinder Method) (Withdrawn 1987). - -
ASTM D 638-08 - Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics. - -
ASTM D 732-02 - Standard Test Method for Shear Strength of Plastics by Punch Tool. - -
ASTM D 790-07e1 - Standard Test Methods for Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials. - -
ASTM C 518-04 - Standard Test Method for Steady-State Thermal Transmission Properties by Means of the Heat Flow Meter Apparatus. - -
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