FR2672538A1 - Matiere plastique renforcee par des fibres. - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet des matières plastiques renforcées par des fibres ayant une structure composite comprenant comme matière de renforcement au moins deux typos de fibres qui ont des propriétés opposées de dilatation et de contraction thermiques et comme matrice une résine synthétique. Application: les matières plastiques renforcées par des fibres selon l'invention ont les excellents avantages de présenter un degré extrêmement faible de déformation provoquée par leur contraction thermique, même lorsqu'on les utilise dans des conditions cryogéniques.

Description

La présente invention concerne des matières plastiques renforcées par des fibres ayant d'excellentes propriétés même à très basses températures et concerne également divers éléments fabriqués à partir de celles-ci qui peuvent être utilisés dans des conditions cryogéniques.

Ces dernières années, on a développé diverses techniques à températures très basses utilisant des gaz liquéfiés tels qu'hélium liquide ou azote liquide. Par exemple, ces techniques sont utilisées pour préparer des circonstances cryogéniques pour applications médicales comme un dispositif interférence de quantum supraconducteur (SQUID), l'imagerie par résonance magnétique #RM) et le stockage d'énergie magnétique par supraconduction (SMES).

Les gaz liquiéfiés sont également utilisés dans le domaine des transports, comme les véhicules à moteur linéaire ainsi que les applications aéronautiques et spatiales.

Pour ces applications, on a proposé divers matériaux, par exemple, des matériaux organiques tels que des matières plastiques renforcées par des fibres, des céramiques et des matériaux métalliques (par exemple, acier inoxydable, alliages d'aluminium). Ces matériaux sont utilisés pour divers cryostats, récipients (par exemple, des vases de Dewar), matériaux de support et ainsi de suite.

ll est nécessaire que les cryostats aient des propriétés non magnétiques, une faible conductivité électrique, des propriétés d'amortissement des vibrations, une faible conductivité therrnique, des propriétés de faibles fuites de He et ainsi de suite. On a besoin que les récipients aient des propriétés de faibles fuites de He et ainsi de suite. On a besoin que les matériaux de support possèdent une stabilité dimensionnelle, une faible conductivité thermique et ainsi de suite. Outre ces propriétés, on a également besoin de propriétés mécaniques, d'usinabilité.

Parmi ces propriétés, les matières plastiques renforcées par des fibres, en particulier celles contenant des fibres de verre, c'est-à-dire des matières plastiques renforcées par des fibres de verre (PRFV), ont d'excellentes propriétés électriques et magnétiques, d'excellentes propriétés mécaniques et une excellente usinabilité et ont été largement utilisées. Les matières plastiques renforcées par fibres de verre, en fonction de leurs applications, sont mises sous forme de divers éléments tels que tubes, barres et plaques.

Des exemples de ces éléments connus en matières plastiques renforcées par fibres de verre sont illustrés par les dessins annexés suivants.

Les figures 10a et 10b représentent un tube fabriqué en matière plastique renforcé par fibres de verre classique. Le tube est produit en enroulant des fibres de verre 1 sous la forme d'un enroulement multicouche par la méthode d'enroulement de fibres (iw) et en le collant avec une résine époxy 2 comme matrice par durcissement. L'utilisation d'une résine époxy assure que la matière plastique renforcée par fibres de verre aura une résistance satisfaisante, basée sur la résistance des fibres de verre, même à basses températures. Lorsqu'on utilise une résine d'ester vinylique au lieu d'une résine époxy, la résine peut aussi être durcie à température ambiante
Les figures lia et llb représentent une barre en matière plastique renforcée par fibres de verre classique.La barre est produite par extrusion par étirage de fibres de verre 1 en utilisant une résine époxy 2 comme matrice.

Dans ce cas, la résistance mécanique de l'élément peut être améliorée en augmentant la teneur en fibres de verre et en l'étirant à un diamètre plus petit.

La figure 12 représente une plaque en matière plastique renforcée par fibres de verre classique. La plaque est produite de la manière suivante : des fibres de verre sont tissées en une étoffe 3 et plusieurs de ces étoffes sont empilées successivement en les collant ensemble avec une résine époxy, pour former une plaque. Dans ce cas, le degré de contraction à basses températures varie avec le rapport pondéral des fibres de verre à la résine époxy et il est nécessaire, en conséquence, de préparer une plaque au rapport pondéral prédéterminé.

Cependant, ces éléments connus en matières plastiques renforcées par fibres classiques ont une stabilité dimensionnelle inférieure. Autrement dit, les matières plastiques renforcées par fibres de verre utilisées pour ces éléments ont tendance à se contracter progressivement lorsque la température diminue pendant l'utilisation. Même si l'élément est positionné convenablement à la température ambiante, il se pose à basses températures le problème que l'élément se déplace à cause de la contraction thermique qui se produit avec la diminution de température.

Par exemple, dans le cas d'un tube comme représenté aux figures 10a et lOb, même si le tube est positionné convenablement à la température ambiante, l'élément peut se contracter à la fois dans les directions radiale et axiale à basses températures, de sorte que, lorsqu'un autre élément est placé à la périphérie du tube, un intervalle peut être formé entre eux et lorsqu'un élément du tube est fixé, l'élément peut se déplacer du côté de l'extrémité fixée.

En outre, dans les cas où une barre telle que représentée aux figures lla et llb est utilisée pour supporter un autre élément sous tension fixée, la contraction axiale de la barre peut diminuer la tension lorsque la température diminue.

En outre, dans les cas où une plaque telle que représentée à la figure 12 est introduite comme élément intermédiaire entre deux autres éléments, même si la plaque sert de manière satisfaisante d'élément écarteur à température ambiante, il peut se former un intervalle entre les plaques parce que la plaque se contracte dans la direction de l'épaisseur lorsque la température diminue, de sorte que la plaque ne peut pas présenter la fonction de servir d'écarteur.

Dans ces conditions, afin de résoudre les problèmes ci-dessus, les présents inventeurs ont effectué des recherches poussées sur les matières plastiques renforcées par des fibres pour améliorer leur stabilité dimensionnelle.

En conséquence, on a trouvé qu'une combinaison de matières fibreuses de renforcement ayant des propriétés opposées de dilatation et de contraction thermiques peut éviter la contraction thermique indésirable des matières plastiques renforcées par des fibres dans des conditions cryogéniques.

Autrement dit, l'objet principal de la présente invention est de proposer des matières plastiques renforcées par des fibres qui présentent un degré extrêmement faible de déformation provoquée par leur contraction thermique, même lorsqu'on les utilise dans des conditions cryogéniques.

Un autre objet de la présente invention est de proposer divers éléments sous la forme de tubes, de barres, de plaques et ainsi de suite qui peuvent trouver de nombreuses applications pour l'utilisation dans des conditions cryogéniques.

Ces objets ainsi que d'autres objets et avantages de la présente invention apparaîtront aux spécialistes à la lecture de la description qui suit en référence aux dessins annexés, dans lesquels:
la figure la est un diagramme schématique représentant la structure composite d'un tube en matière plastique renforcé par des fibres selon la présente invention;
la figure lb est une vue en coupe agrandie de la partie "A" de la figure la;
la figure 2 est un graphique représentant les variations du degré de contraction thermique dans la direction de la fibre en fonction de la température soit pour les fibres de verre, soit pour les fibres de polyéthylène, qui sont utilisées dans la présente invention;;
la figure 3 est un graphique représentant les variations du degré de contraction thermique apparente dans la direction de la fibre en fonction du rapport de mélange pour des matières plastiques renforcées par des fibres contenant des fibres de verre et des fibres de polyéthylène;
la figure 4a est une vue en coupe représentant la structure composite d'une barre en matière plastique renforcée par des fibres selon la présente invention;
la figure 4b est une vue de face de la barre de la figure 4a;
la figure 5 est une vue en coupe représentant la structure composite d'une plaque en matière plastique renforcée par des fibres selon la présente invention;
les figures 6 à 9 sont des vues agrandies représentant les structures de diverses étoffes tissées utilisées pour fabriquer la plaque de la figure 5;;
la figure 10a est un diagramme schématique représentant la structure composite d'un tube en matière plastique renforcée par des fibres classiques;
la figure 10b est une vue en coupe agrandie de la partie A de la figure lova;
la figure Ila est une vue en coupe représentant la structure composite d'une barre en matière plastique renforcée par des fibres classique;
la figure llb est une vue de face de la barre de la figure lla; et
la figure 12 est une vue en coupe représentant la structure composite d'une plaque en matière plastique renforcée par des fibres classique.

Selon la présente invention, on propose une matière plastique renforcée par des fibres ayant une structure composite comprenant des premières fibres et des secondes fibres comme matières de renforcement, qui ont des propriétés opposées de dilatation et de contraction thermiques, c'est-à-dire des coefficients de dilatation thermique positif et négatif, respectivement, et une résine synthétique comme matrice.

On propose également divers éléments sous la forme de tubes, barres, plaques et ainsi de suite qui sont fabriqués avec la matière plastique renforcée par des fibres ci-dessus selon la présente invention.

La présente invention repose sur la nouvelle découverte qu'une combinaison appropriée d'au moins deux matières fibreuses ayant des propriétés opposées de dilatation et de contraction thermiques peut éviter la contraction thermique des matières plastiques renforcées par des fibres lorsqu'on les utilise dans des conditions cryogéniques.En d'autres termes, les deux actions opposées des fibres qui se contractent lorsque la température diminue, c'est-àdire qui ont des coefficients de dilatation thermique positifs, et des fibres qui se dilatent lorsque la température diminue, c'est-à-dire qui ont des coefficients de dilatation thermique négatifs, sont compensées rune par l'autre dans la même matrice de résine, de sorte que la matière plastique renforcée par des fibres contenant ces fibres présente un degré très faible de dilatation ou de contraction, c'est-à-dire qu'elle a un coefficient apparent de dilatation thermique extrêmement faible. Donc, on peut obtenir une stabilité dimensionnelle améliorée en conservant les autres excellentes propriétés des matières renforcées par des fibres.

Des exemples des fibres qui se contractent lorsque la température diminue, c'est-à-dire qui ont des coefficients de dilatation thermique positifs sont celles faites d'une matière telle que verre, alumine, silice, oxyde de zirconium, carbure de silicium, oxyde de titane, aluminium ou acier, de préférence les fibres de verre.

Des exemples des fibres qui se dilatent lorsque la température diminue, c'est-à-dire qui ont des coefficients de dilatation thermique négatifs, sont celles en matières telles que polyéthylène, aramide, polyarylate, polybenzobisoxazole, polybenzobisthiazole, naphtalate de polyéthylène, sulfure de polyphénylène, polyamide-imide, polyéther éther cétone et téréphtalate de polyéthylène, de préférence les fibres de polyéthylène. Ces fibres peuvent être utilisées seules ou en combinaison entre elles.

Des exemples de résines synthétiques qui peuvent être utilisées comme matrice dans la matière plastique renforcée par des fibres de la présente invention comprennent les résines époxy, les résines de polyesters insaturés, les résines d'esters vinyliques, les résines d'uréthannes et les résines d'uréthanneacrylate, de préférence les résines époxy. Ces résines synthétiques peuvent être utilisées seules ou en combinaison entre elles.

La matière renforcée par des fibres selon la présente invention peut être produite en combinant les fibres ayant des coefficients de dilatation thermique négatif et positif comme illustré dans les exemples ci-après, en particulier, de telle manière que le rapport des modules longitudinaux entre les fibres ayant des coefficients de dilatation thermique négatif et positif soit pratiquement l'inverse du rapport des degrés de dilatation et de contraction des deux fibres et en formant ensuite la matière renforcée par des fibres avec la matrice selon une méthode connue en soi.

La matière plastique renforcée par des fibres selon la présente invention peut être utilisée pour des cryostats, des réservoirs, des matières de support et ainsi de suite de la même manière que les matières renforcées par des fibres classiques.

Comme décrit ci-dessus, dans le domaine médical où des matières plastiques renforcées par des fibres sont appliquées au SQUID, à l'IRM, etc., par exemple, il est nécessaire que les cryostats aient des propriétés non magnétiques, une faible conductivité électrique, des propriétés d'amortissement des vibrations, une faible conductivité thermique, des propriétés de faibles fuites de
He et ainsi de suite. Et les matières de support pour l'utilisation dans des conditions cryogéniques doivent avoir une stabilité dimensionnelle, une faible conductivité thermique et ainsi de suite.

En général, les matériaux métalliques, bien qu'ils aient d'excellentes propriétés mécaniques, une excellente usinabilité et une excellente résistance aux fuites de He, ont une mauvaise stabilité dimensionnelle, une mauvaise conductivité thermique et de mauvaises propriétés non magnétiques. En conséquence, dans les cas où des matériaux métalliques sont appliqués, par exemple, aux SQUID, on peut rencontrer le problème que l'on ne peut pas obtenir des rapports signal/bruit (S/N) élevés. En outre, comme décrit ci-dessus, les fibres de verre ont également une mauvaise stabilité dimensionnelle, mais elles ont une conductivité thermique, des propriétés non magnétiques et des propriétés d'amortissement des vibrations faibles, en comparaison avec les matériaux métalliques. Les fibres organiques ont une excellente stabilité dimensionnelle, une faible conductivité thermique, des propriétés non magnétiques et des propriétés de légèreté. Parmi elles, les fibres de polyéthylène ont des propriétés d'amortissement des vibrations et des propriétés diélectriques particulièrement excellentes. Pour ces raisons, les fibres de verre sont tout à fait préférées comme fibres ayant des coefficients de dilatation thermique positifs et les fibres de polyéthylène comme fibres ayant des coefficients de dilatation thermique négatifs.

Les exemples suivants illustrent plus en détail la présente invention mais ne sont pas destinés à en limiter la portée.

Exemple 1
Les figures la et lb représentent un exemple préféré d'un tube en matière plastique renforcée par des fibres de la présente invention, dans lequel la matière plastique renforcée par des fibres est composée de fibres de verre et de fibres de polyéthylène dans une matrice d'une résine époxy. L'élément en forme de tube est produit, par exemple, de la manière suivante.

Des fibres de verre 11 et des fibres de polyéthylène 12 en mêmes nombres sont alignées de manière que les types de fibres respectifs soient positionnés alternativement et elles sont enroulées sous la forme d'une bobine multicouche par la méthode d'enroulement des filaments (FW), tout en étant plongées dans une résine époxy 13 comme matrice, en donnant un tube 14.

Dans cet exemple, comme décrit ci-dessus, on utilise comme matières fibreuses de renforcement une combinaison de fibres de verre et de fibres de polyéthylène. Ces fibres présentent des contractions thermiques opposées à basses températures comme indiqué à la figure 2. Autrement dit, ces fibres ont pratiquement des coefficients de dilatation thermique de même valeur absolue, tandis que le signe du coefficient est opposé, c'est-à-dire qu'elles ont des coefficients de dilatation thermique opposés. En outre, les modules longitudinaux de ces fibres sont pratiquement les mêmes. En conséquence, l'élément en tube de cet exemple présente un degré de déformation extrêmement faible lorsqu'on l'utilise dans des conditions cryogéniques.

Une combinaison de fibres qui ont des coefficients de dilatation thermique de valeurs absolues différentes peut aussi être utilisée. Par exemple, lorsque le rapport des modules longitudinaux entre les fibres est de 2:1, ces fibres doivent être choisies de manière que le rapport de leurs degrés de dilatation et de contraction soit de 1 : 2.

En outre, dans les cas où l'on désire modifier le degré de dilatation et de contraction de la matière plastique renforcée par des fibres et que leur module longitudinal soit le même que celui des fibres contenues dans celle-ci, il est possible d'augmenter ou de diminuer le degré de dilatation ou de contraction en modifiant le rapport de mélange des fibres de verre et des fibres de polyéthylène comme indiqué à la figure 3. Autrement dit, le degré de contraction peut être augmenté par augmentation de la teneur en fibres de verre, tandis que le degré de dilatation peut être augmenté par augmentation de la teneur en fibres de polyéthylène.

En outre, dans les cas où l'on utilise deux fibres ou plus, les fibres peuvent être combinées de telle manière que le rapport des degrés de dilatation et de contraction soit pratiquement l'inverse de celui des modules longitudinaux des fibres.

Ainsi donc, l'élément en tube 14 est fait de la matière plastique renforcée par des fibres selon la présente invention ayant une structure composite contenant des fibres de verre 11 et des fibres de polyéthylène 12 en nombres égaux, qui sont enroulées alternativement dans la matrice de résine époxy 13. Lorsque la température diminue, les fibres de verre 11 ont tendance à se contracter, tandis que les fibres de polyéthylène 12 qui sont collées aux fibres de verre 11 par la résine époxy 13 comme matrice ont une tendance opposée à se dilater.

Comme décrit ci-dessus, les deux types de fibres ont pratiquement le même module longitudinal mais des coefficients de dilatation thermique opposés, de sorte que la dilatation et la contraction de ces fibres se compensent l'une l'autre dans le même matériau composite. En conséquence, même lorsqu'on utilise l'élément en tube 14 dans des conditions cryogéniques, il n'y a pratiquement pas de contraction radiale ou axiale de l'élément et l'on peut résoudre les problèmes qu'un vide peut être formé entre l'élément en tube 14 et d'autres éléments disposés à sa périphérie et que, lorsque l'élément en tube 14 est utilisé de telle manière qu'une extrémité de l'élément est fixée à un autre élément, l'élément en tube 14 peut déplacer sa position vers l'extrémité fixée de l'élément.

Lorsque l'on utilise deux ou plusieurs types de fibres pour chacune des matières fibreuses de renforcement, on peut également atteindre ces excellents avantages ; dans ce cas, la dilatation et la contraction des matières plastiques renforcées par des fibres ainsi obtenues peuvent être contrôlées en modifiant le rapport de mélange, c'est-à-dire le rapport pondéral, des matières fibreuses de renforcement, comme indiqué à la figure 3.

Exemple 2
Les figures 4a et 4b représentent un exemple préféré d'un élément en barre ou tige fait de la matière plastique renforcée par des fibres selon la présente invention, dans lequel la matière plastique renforcée par des fibres est composé de fibres de verre et de fibres de polyéthylène dans une matrice d'une résine époxy. L'élément en barre est produit, par exemple, de la manière suivante.

Des nombres appropriés de fibres de verre 11 et de fibres de polyéthylène 12, en proportions telles que leur rapport des sections droites (ou le rapport des nombres de mèches) soit de 1 : 1, sont intégrées les unes avec les autres par extrusion par étirage en utilisant une résine époxy comme matrice, pour donner un élément en barre 15.

Dans cet exemple également, on utilise comme matières fibreuses de renforcement des fibres de verre et des fibres de polyéthylène, de manière semblable au cas de l'exemple 1. Ces fibres ont des coefficients de dilatation thermique opposés, de sorte qu'elles présentent des contractions axiales opposées à basses températures comme indiqué à la figure 2. Elles ont pratiquement les mêmes modules longitudinaux. En conséquence, l'élément en barre de cet exemple présente un degré extrêmement faible de contraction axiale lorsqu'on l'utilise dans des conditions cryogéniques.

Le degré de dilatation axial de l'élément en barre 15 peut être contrôlé en modifiant le rapport des sections droites des fibres de verre et des fibres de polyéthylène comme indiqué dans la figure 3. Autrement dit, le degré de dilatation axiale peut être augmenté en augmentant la section droite des fibres de polyéthylène, tandis que le degré de contraction axiale peut être augmenté en augmentant la section droite des fibres de verre.

Donc, l'élément en barre 15 est fait d'une matière plastique renforcée par des fibres selon la présente invention ayant une structure composite contenant des fibres de verre 11 et des fibres de polyéthylène 12 dans des proportions telles que le rapport de leurs sections droites (ou le rapport de leurs nombres de mèches) soit de 1 : 1, les fibres étant intégrées les unes avec les autres dans la matrice de résine époxy 13. Lorsque la température diminue, les fibres de verre 11 ont tendance à se contracter, tandis que les fibres de polyéthylène 12, qui sont collées aux fibres de verre 11 par la résine époxy 13 comme matrice, ont une tendance opposée à se dilater. Comme décrit ci-dessus, les deux types de fibres ont pratiquement le même module longitudinal, mais des coefficients de dilatation thermique opposés, de sorte que la dilatation et la contraction de ces fibres sont compensées l'une par l'autre dans le même matériau composite. En conséquence, même lorsque l'élément en barre 15 est utilisé dans des conditions cryogéniques, il n'y a pratiquement pas de contraction axiale de l'élément et l'on peut résoudre le problème que même si l'élément en barre est utilisé pour supporter un autre élément sous une tension fixée à la température ambiante, la tension peut être diminuée par la contraction axiale de l'élément lorsque la température diminue.

Si le degré de dilatation axiale est contrôlé, il est possible d'obtenir des éléments en barres qui présentent un degré convenable de dilatation thermique pour leur utilisation envisagée en modifiant le rapport des sections droites des fibres de verre et des fibres de polyéthylène.

Exemple 3
La figure 5 représente un exemple préféré d'un élément en plaque fait d'une matière plastique renforcée par des fibres selon la présente invention, dans lequel l'élément est un stratifié d'étoffes composées de fibres de verre et/ou de fibres de polyéthylène avec une résine époxy comme liant. L'élément en plaque est produit, par exemple, de la manière suivante.

D'abord, des fibres de verre qui se contractent à basses températures et des fibres de polyéthylène qui se dilatent à basses températures sont tissées en étoffes 16 et 17, respectivement. Ensuite, les étoffes respectives en nombres égaux sont empilées alternativement rune après l'autre, tandis que les étoffes voisines sont collées par une résine époxy, en donnant un élément en plaque 18.

Les étoffes respectives 16 et 17 ont une structure représentée à la figure 6, dans laquelle les chaînes 19 et les trames 20 correspondent aux fibres de verre (dans les étoffes 16) ou aux fibres de polyéthylène (dans les étoffes 17).

Ainsi donc, un élément en plaque 18 est un stratifié d'étoffes 16 et 17 qui sont composées de fibres de verre et de fibres de polyéthylène, respectivement, et intégrées les unes avec les autres en utilisant une résine époxy comme liant. Lorsque la température diminue, les étoffes 17 composées seulement de fibres de polyéthylène ont tendance à se dilater, tandis que les étoffes 16 composées seulement de fibres de verre ont une tendance opposée à se contracter.

Les deux étoffes ont pratiquement le même module d'élasticité de sorte que le degré de dilatation et de contraction de l'élément est diminué en réglant le rapport en volume de ces étoffes à 1 : 1. Au contraire, on peut faire varier les degrés de dilatation et de contraction de l'élément en modifiant le rapport en volume de ces étoffes.

Dans l'exemple ci-dessus, chaque étoffe est composée de chaînes 19 et de trames 20, qui sont faites toutes deux du même matériau. Comme indiqué à la figure 7, les chaînes 19 en fibres de verre et les trames 20 en fibres de polyéthylène peuvent aussi être utilisées pour préparer une étoffe 23 et ces étoffes sont ensuite empilées pour former un élément en plaque de telle manière que les étoffes voisines sont à angle droit autour de la direction de l'épaisseur.

Ou bien encore, chaque étoffe peut être fabriquée d'au moins deux types de chaînes et au moins deux types de trames. Par exemple, comme indiqué dans la figure 8, les chaînes 24a, 24c, 24e, 14j et les trames 24b, 24d, 24f peuvent être faites de fibres de polyéthylène, tandis que les trames 25b, 25d, 25f et les trames 25a, 25c et 25e, 25j peuvent être faites de fibres de verre. Plusieurs de ces étoffes sont ensuite empilées les unes par-dessus les autres pour former un élément en plaque.

En outre, par exemple, dans l'étoffe 26 représentée à la figure 9, les chaînes peuvent être composées alternativement de fibres de verre 25 et de fibres de polyéthylène 24, tandis que les trames peuvent être composées seulement de fibres de verre 25. Plusieurs de ces étoffes sont ensuite empilées les unes par dessus les autres pour former un élément en plaque de telle manière que les étoffes voisines sont à angle droit autour de la direction de l'épaisseur.

Ces exemples représentés dans les figures 7 à 9 ont une structure composite qui permet d'obtenir des éléments en plaque ayant les propriétés de dilatation et de contraction thermiques sans anisotropie et présentant une dilatation et une contraction thermiques extrêmement faibles à basses températures. En conséquence, même si ces éléments sont utilisés comme écarteurs entre d'autres éléments, il ne peut pas se former un vide entre eux par contraction de écarteur dans la direction de l'épaisseur à basses températures. En outre, les matières plastiques renforcées par des fibres de polyéthylène et des fibres de verre peuvent être utilisées pour produire soit des éléments dilatables, soit des éléments contractables, selon leurs applications, par une modification du rapport en volume des deux types de fibres parce que les fibres de polyéthylène ont pratiquement le même module longitudinal que les fibres de verre.

Comme décrit ci-dessus, selon la présente invention, il est possible de proposer des matières plastiques renforcées par des fibres qui présentent un degré extrêmement faible de déformation provoquée par leur contraction thermique, même si on les utilise dans des conditions cryogéniques, parce que les matières plastiques renforcées par des fibres ont une structure composite contenant au moins deux types de fibres qui ont des propriétés opposées de dilatation et de contraction thermiques.

Claims (21)

REVENDICATIONS

1. Matière plastique renforcée par des fibres, caractérisée par une structure composite comprenant comme matières de renforcement des premières fibres et des secondes fibres qui ont des propriétés opposées de dilatation et de contraction thermiques et comme matrice une résine synthétique.

2. Matière plastique renforcée par des fibres selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites premières fibres ont un coefficient de dilatation thermique positif et lesdites secondes fibres ont un coefficient de dilatation thermique négatif.

3. Matière plastique renforcée par des fibres selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdites premières fibres sont faites d'au moins une matière choisie parmi le verre, l'alumine, la silice, la zircone, le carbure de silicium, l'oxyde de titane, l'aluminium et l'acier.

4. Matière plastique renforcée par des fibres selon la revendication 3, caractérisée en ce que lesdites premières fibres sont des fibres de verre.

5. Matière plastique renforcée par des fibres selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdites secondes fibres sont faites d'au moins une matière choisie parmi le polyéthylène, les aramides, les polyarylates, le polybenzobisoxazole, le polybenzobisthiazole, le naphtalate de polyéthylène, le sulfure de polyphénylène, les polyamides-imides, les polyéthers éthers cétones et le téréphtalate de polyéthylène.

6. Matière plastique renforcée par des fibres selon la revendication 5, caractérisée en ce que lesdites secondes fibres sont des fibres de polyéthylène.

7. Matière plastique renforcée par des fibres selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite matrice est au moins une résine choisie parmi les résines époxy, les résines de polyesters insaturés, les résines d'esters vinyliques, les résines d'uréthannes et les résines d'uréthannes-acrylates.

8. Matière plastique renforcée par des fibres selon la revendication 7, caractérisée en ce que la matrice est une résine époxy.

9. Matière plastique renforcée par des fibres selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle présente une dilatation ou une contraction apparente contrôlée par rune quelconque des variations du rapport pondéral, du rapport des sections droites et du rapport en volume desdites premières fibres et desdites secondes fibres.

10. Matière plastique renforcée par des fibres selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rapport des modules longitudinaux entre lesdites premières fibres et lesdites secondes fibres est pratiquement l'inverse du rapport des degrés de dilatation et de contraction des deux fibres.

11. Un élément en tube caractérisé en ce qu'il est fait d'une matière plastique renforcée par des fibres selon la revendication 1.

12. Un élément en tube selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdites premières fibres et lesdites secondes fibres sont enduites avec ladite résine synthétique et ces premières fibres et ces secondes fibres enduites en nombres égaux sont enroulées alternativement en une forme cylindrique.

13. Elément en barre, caractérisé en ce qu'il est fait d'une matière plastique renforcée par des fibres selon la revendication 1.

14. Elément en barre selon la revendication 13, caractérisé en ce que lesdites premières fibres et lesdites secondes fibres sont enduites avec ladite résine synthétique et ces premières fibres et ces secondes fibres enduites sont collées ensemble de telle manière que lesdites premières fibres et lesdites secondes fibres ont la même section droite.

15. Elément en plaque, caractérisé en ce qu'il consiste en un stratifié d'étoffes tissées faites d'une matière plastique renforcée par des fibres selon la revendication 1.

16. Elément en plaque selon la revendication 15, caractérisé en ce que lesdites étoffes tissées sont empilées les unes par dessus les autres avec ladite résine synthétique comme liant.

17. Elément en plaque selon la revendication 16, caractérisé en ce que lesdites étoffes tissées comprennent une première étoffe formée desdites premières fibres comme chaînes et trames et une seconde étoffe formée desdites secondes fibres comme chaînes et trames, lesdites premières étoffes et lesdites secondes étoffes étant empilées alternativement les unes par-dessus les autres.

18. Elément en plaque selon la revendication 16, caractérisé en ce que lesdites étoffes tissées sont formées desdites premières fibres comme chaînes et desdites secondes fibres comme trames, lesdites étoffes tissées étant empilées les unes par-dessus les autres de telle manière que les étoffes voisines soient à angle droit autour de la direction de l'épaisseur.

19. Elément en plaque selon la revendication 16, caractérisé en ce que lesdites étoffes tissées sont formées desdites premières fibres et desdites secondes fibres comme chaînes et trames alternées.

20. Elément en plaque selon la revendication 16, caractérisé en ce que lesdites étoffes tissées sont formées desdites premières fibres comme chaînes et trames alternées et desdites secondes fibres comme trames alternées, lesdites étoffes tissées étant empilées les unes par-dessus les autres de telle manière que les étoffes voisines soient à angle droit autour de la direction de l'épaisseur.

21. Elément en plaque selon la revendication 16, caractérisé en ce que lesdites étoffes tissées sont formées desdites premières fibres comme chaînes alternées et desdites secondes fibres comme trames et chaînes alternées, lesdites étoffes tissées étant empilées les unes par-dessus les autres de telle manière que les étoffes voisines soient à angle droit autour de la direction de l'épaisseur.