FR3003795A1

FR3003795A1 - COMPOSITE MATERIAL, PREPARATION METHOD AND USES THEREOF

Info

Publication number: FR3003795A1
Application number: FR1352724A
Authority: FR
Inventors: Olivier Jammes; Christian Lagreve
Original assignee: Acome SCOP
Current assignee: Acome SCOP
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2014-10-03
Anticipated expiration: 2033-03-26
Also published as: FR3003795B1

Abstract

La présente invention porte sur un matériau composite comprenant des fibres libériennes de renfort non ou peu retordues noyées dans une matrice de polymère thermoplastique, ledit matériau présentant un module de traction compris entre 4 et 60 GPa, de préférence entre 5 et 50 GPa, plus préférentiellement entre 10 et 45 GPa, lesdites fibres de renfort représentant 20 à 80% en poids, de préférence 25 à 65 % en poids, et plus préférentiellement entre 30 à 60% en poids par rapport au poids dudit matériau, sur son procédé de préparation et sur ses utilisation, notamment pour renforcer des câbles de télécommunication, pour renforcer des pièces de structure, pour la préparation de tissus techniques et pour la préparation de pièces de structure.The present invention relates to a composite material comprising unrelated or slightly twisted reinforcing brad fibers embedded in a thermoplastic polymer matrix, said material having a tensile modulus of between 4 and 60 GPa, preferably between 5 and 50 GPa, more preferably between 10 and 45 GPa, said reinforcing fibers representing 20 to 80% by weight, preferably 25 to 65% by weight, and more preferably between 30 to 60% by weight relative to the weight of said material, on its preparation process and on its use, in particular to strengthen telecommunication cables, to strengthen structural parts, for the preparation of technical fabrics and for the preparation of structural parts.

Description

MATERIAU COMPOSITE, PROCEDE DE PREPARATION ET SES UTILISATIONS La présente invention se rapporte à un matériau composite recyclable comprenant des fibres libériennes, telles que des fibres de lin ou de ramie, non ou peu retordues noyées dans une matrice thermoplastique, fabriqué selon un procédé à faible impact environnemental et garantissant l'intégrité des fibres. Le matériau composite selon l'invention présente d'excellentes propriétés mécaniques, telles qu'une bonne contrainte à la rupture et un module de traction élevé. Il peut avantageusement être utilisé dans de nombreuses applications telles que par exemple la fabrication de renforts pour câbles de télécommunication, de tissus techniques thermoformables et de pièces de structure. Les matériaux composites sont constitués d'au moins deux matériaux non miscibles : le renfort et la matrice. Le renfort, le plus souvent des fibres organiques ou inorganiques, joue le rôle d'armature et assure la tenue mécanique du matériau alors que la matrice, le plus souvent un polymère, sert à lier les fibres de renfort et à répartir les efforts au sein du matériau. Les matériaux composites sont très utiles dans de nombreux domaines tels que le transport aérien, maritime et ferroviaire, le bâtiment, l'aérospatial, les télécommunications ainsi que les sports et loisirs. En effet, ces matériaux présentent une bonne tenue mécanique, comparable aux matériaux homogènes comme l'acier, et leur faible masse volumique permet avantageusement d'alléger les structures formées à partir de ces matériaux. Parmi les matériaux composites, les composites à matrices organiques (CMO) constituent, de loin, les volumes les plus importants produits à l'échelle industrielle. Les CMO peuvent être classés en deux catégories selon la nature du polymère utilisé dans la 25 matrice, les CMO thermodurcissables et les CMO thermoplastiques. Les CMO thermodurcissables ont été largement utilisés dans le domaine des câbles de télécommunication tels que les câbles à fibres optiques, notamment pour fabriquer des renforts rigides diélectriques qui sont utilisés dans les câbles à fibres optiques afin d'assurer une protection mécanique de ces câbles et d'améliorer leur 30 résistance à la traction et/ou à la compression. Cependant les CMO thermodurcissables ne sont pas recyclables puisqu'après thermodurcissement, le polymère de la matrice est irréversiblement transformé en un produit infusible et insoluble.The present invention relates to a recyclable composite material comprising bast fibers, such as flax or ramie fibers, not or slightly twisted, embedded in a thermoplastic matrix, manufactured using a low-temperature process. environmental impact and guaranteeing the integrity of the fibers. The composite material according to the invention has excellent mechanical properties, such as a good tensile strength and a high tensile modulus. It can advantageously be used in many applications such as for example the manufacture of reinforcements for telecommunication cables, thermoformable technical fabrics and structural parts. The composite materials consist of at least two immiscible materials: the reinforcement and the matrix. The reinforcement, usually organic or inorganic fibers, acts as reinforcement and ensures the mechanical strength of the material while the matrix, usually a polymer, serves to bind the reinforcing fibers and to distribute the forces within of the material. Composite materials are very useful in many fields such as air, sea and rail transport, building, aerospace, telecommunications and sports and recreation. Indeed, these materials have good mechanical strength, comparable to homogeneous materials such as steel, and their low density advantageously allows to lighten the structures formed from these materials. Of the composite materials, organic matrix composites (CMOs) are by far the largest volumes produced on an industrial scale. CMOs can be classified into two categories depending on the nature of the polymer used in the matrix, the thermosetting CMOs and the thermoplastic CMOs. Thermosetting CMOs have been widely used in the field of telecommunication cables such as fiber optic cables, especially for making rigid dielectric reinforcements which are used in optical fiber cables to provide mechanical protection for these cables and cables. to improve their tensile and / or compressive strength. However thermosetting CMOs are not recyclable since after thermosetting, the polymer of the matrix is irreversibly transformed into an infusible and insoluble product.

Au contraire, les CMO thermoplastiques présentent l'avantage d'être recyclables puisqu'il suffit de chauffer le matériau à une certaine température pour que la matrice polymère fonde et puisse être récupérée pour être réutilisée. De plus, les matériaux thermoplastiques présentent l'avantage d'être plus faciles à thermoformer que les matériaux thermodurcissables et de permettre la réalisation de pièces composites ayant une plus grande diversité de formes. Cependant les CMO thermoplastiques ayant de bonnes propriétés mécaniques sont plus difficiles à fabriquer que les CMO thermodurcissables car les fibres de renfort doivent être intimement imprégnées par le polymère thermoplastique qui est initialement à l'état solide et dont la forte viscosité empêche l'imprégnation rapide des fibres au contraire des CMO thermodurcissables. On connait, d'après le brevet US 6,565,348 et la demande de brevet US 2003/0086995, la préparation par compoundage de granulés composites comprenant des fibres, telles que des fibres de lin, dans une matrice thermoplastique. Cependant, les fibres utilisées pour préparer ces granulés sont nécessairement travaillées mécaniquement pour être transformées en fibres élémentaires ce qui engendre une diminution de leur longueur initiale. L'étape de compoundage nécessite l'utilisation de fibres courtes. De plus, la longueur des fibres de renfort est très affectée par le cisaillement nécessaire à la mise en fusion du polymère et nécessaire à la bonne dispersion des fibres. En outre, le pourcentage massique maximum de fibres de renfort dans les granulés composites est de l'ordre de 30 à 40%. Cela résulte en la formation de granulés qui, une fois transformés en produit fini par injection ou thermocompression, conduiront à des matériaux présentant des propriétés mécaniques faibles puisque l'intégrité de la fibre de lin n'est pas respectée au cours de ce procédé. Enfin, on connait des produits commercialisés par la société AFT Plasturgie, qui sont des granulés obtenus par compoundage comprenant 30% en poids de fibres de lin noyées dans une matrice polypropylène. Cependant ces produits présentent des propriétés mécaniques insuffisantes car leur module de traction est de 3,1 GPa et leur contrainte à la rupture est de 22,5 MPa. Il existe donc un réel besoin en un matériau composite recyclable fabriqué selon un procédé à faible impact environnemental et qui préserve l'intégrité de la fibre libérienne, ce matériau composite présentant d'excellentes propriétés mécaniques, telles qu'une bonne contrainte à la rupture et un module de traction élevé, notamment un module de traction plus élevé que ce qui est actuellement obtenu par compoundage classique. Les présents inventeurs ont trouvé qu'un matériau composite comprenant des fibres libériennes de renfort, non ou peu retordues, dans une matrice polymère 5 thermoplastique, pouvait présenter des caractéristiques mécaniques tout à fait intéressantes, tout en étant réalisées à l'aide d'un procédé à faible impact écologique. Ainsi, la présente invention a pour objet un matériau composite comprenant des fibres libériennes de renfort noyées dans une matrice de polymère thermoplastique, ledit matériau présentant un module de traction de 4 à 60 GPa, de préférence de 5 à 50 GPa, 10 plus préférentiellement de 10 à 45 GPa et les fibres de renfort représentant de 20 à 80% en poids, de préférence de 25 à 65% en poids, et plus préférentiellement de 30 à 60% en poids par rapport au poids total dudit matériau. Le module de traction des fibres libériennes élémentaires est de 40 à 80 GPa. 11 est admis que le module de traction potentiel d'un mélange contenant 30% en poids de 15 fibres de renfort dans une matrice polymère peut atteindre 30% du module de traction desdites fibres libériennes élémentaires. On pourrait donc s'attendre à obtenir un module théorique minimum de 12 GPa pour un composite renforcé avec 30% en poids de fibres libériennes ce qui est bien supérieur au module de traction des granulés obtenus par compoundage actuellement sur le marché. 20 Fibres de renforts Le matériau composite objet de la présente invention comprend des fibres libériennes de renforts noyées dans une matrice thermoplastique, c'est-à dire dispersées au sein de la matrice. Les fibres de renfort du matériau composite permettent notamment d'assurer la bonne tenue mécanique dudit matériau, par exemple une bonne 25 contrainte à la rupture et un module de traction élevé. Par fibres libériennes de renfort on entend, des fibres extraites des tiges de plantes qui sont des fibres cellulosiques filables, c'est-à-dire pouvant être filées ce qui n'est pas le cas des fibres cellulosiques issues du bois, par exemple. Dans ce qui suit, le terme fibre de renfort désigne des fibres libériennes de renfort. 30 Les fibres de renfort peuvent notamment être choisies parmi les fibres de lin, de ramie, de chanvre, de jute, de kénaf, et leurs mélanges. Selon un mode de réalisation préféré, les fibres de renfort sont des fibres de lin ou de ramie.On the contrary, thermoplastic CMOs have the advantage of being recyclable since it suffices to heat the material to a certain temperature so that the polymer matrix melts and can be recovered for reuse. In addition, thermoplastic materials have the advantage of being easier to thermoform than thermosetting materials and allow the production of composite parts having a greater diversity of shapes. However, thermoplastic CMOs having good mechanical properties are more difficult to manufacture than thermosetting CMOs because the reinforcing fibers must be intimately impregnated by the thermoplastic polymer which is initially in the solid state and whose high viscosity prevents rapid impregnation of the fibers. fibers unlike thermosetting CMOs. US Pat. No. 6,565,348 and US Pat. No. 2003/0086995 disclose the preparation by compounding of composite granules comprising fibers, such as flax fibers, in a thermoplastic matrix. However, the fibers used to prepare these granules are necessarily worked mechanically to be transformed into elementary fibers which causes a decrease in their initial length. The compounding step requires the use of short fibers. In addition, the length of the reinforcing fibers is very affected by the shear necessary for the melting of the polymer and necessary for the good dispersion of the fibers. In addition, the maximum percentage by weight of reinforcing fibers in the composite granules is of the order of 30 to 40%. This results in the formation of granules which, once transformed into a finished product by injection or thermocompression, will lead to materials having weak mechanical properties since the integrity of the flax fiber is not respected during this process. Finally, there are known products marketed by the company AFT Plasturgy, which are granules obtained by compounding comprising 30% by weight of flax fibers embedded in a polypropylene matrix. However, these products have insufficient mechanical properties because their tensile modulus is 3.1 GPa and their tensile strength is 22.5 MPa. There is therefore a real need for a recyclable composite material manufactured according to a low environmental impact process and which preserves the integrity of the Liberian fiber, this composite material having excellent mechanical properties, such as a good tensile strength and a high traction module, in particular a traction module higher than what is currently obtained by conventional compounding. The present inventors have found that a composite material comprising unrelieved or slightly twisted reinforcing bast fibers in a thermoplastic polymer matrix could have quite interesting mechanical characteristics, while being realized with the aid of a Low ecological impact process. Thus, the subject of the present invention is a composite material comprising reinforcing bast fibers embedded in a thermoplastic polymer matrix, said material having a tensile modulus of 4 to 60 GPa, preferably 5 to 50 GPa, more preferably 10 to 45 GPa and the reinforcing fibers representing 20 to 80% by weight, preferably 25 to 65% by weight, and more preferably 30 to 60% by weight relative to the total weight of said material. The tensile modulus of elementary bast fibers is 40 to 80 GPa. It is recognized that the potential tensile modulus of a mixture containing 30% by weight of reinforcing fibers in a polymer matrix can reach 30% of the tensile modulus of said elemental bast fibers. One could thus expect to obtain a minimum theoretical module of 12 GPa for a composite reinforced with 30% by weight of bast fibers which is much higher than the tensile modulus of the granules obtained by compounding currently on the market. Reinforcing fibers The composite material of the present invention comprises reinforcing bast fibers embedded in a thermoplastic matrix, that is to say dispersed within the matrix. The reinforcing fibers of the composite material make it possible in particular to ensure the good mechanical strength of said material, for example a good tensile strength and a high tensile modulus. The term "reinforcing bast fibers" means fibers extracted from plant stems which are spunable cellulosic fibers, that is to say fibers that can be spun, which is not the case with cellulosic fibers derived from wood, for example. In what follows, the term reinforcing fiber denotes reinforcing bast fibers. The reinforcing fibers may in particular be chosen from flax, ramie, hemp, jute and kenaf fibers, and mixtures thereof. According to a preferred embodiment, the reinforcing fibers are flax or ramie fibers.

Les fibres de renfort comprises dans le matériau composite selon la présente invention sont non ou peu retordues avant leur introduction dans le matériau composite. On entend par retordu le fait que les fibres soient soumises à une torsion. Cette caractéristique permet de conserver l'intégrité des propriétés mécaniques de la fibre de renfort et permet également d'obtenir une excellente imprégnation des fibres de renfort par le polymère thermoplastique. Le matériau composite selon l'invention peut comporter une fraction minoritaire de fibres libériennes retordues. Selon un mode de réalisation particulier, les fibres de renfort sont orientées, c'est-à-dire qu'elles sont sensiblement parallèles les unes par rapport aux autres au sein du matériau. Ainsi, les fibres de renfort n'ont pas été tissées entre elles ni co-mêlées par un quelconque procédé mécanique. On peut également dire que les fibres de renfort sont unidirectionnelles. Selon un autre mode de réalisation particulier, les fibres de renfort sont dites longues, c'est-à-dire qu'elles présentent un rapport longueur/diamètre supérieur à 500, préférentiellement supérieur à 1000, plus préférentiellement supérieur à 1500. Selon l'invention, contrairement au matériau composite obtenu par compoundage, l'intégrité des fibres est préservée, elles ne subissent pas de broyage et restent donc longues au sein de la matrice polymère. Les fibres de renfort du matériau composite selon la présente invention peuvent 20 notamment représenter de 20 à 80% en poids, de préférence de 25 à 65% en poids, et plus préférentiellement de 30 à 60% en poids par rapport au poids total dudit matériau. Matrice de polymère thermoplastique La matrice du matériau composite selon la présente invention permet notamment de lier les fibres de renfort entre elles et de répartir les efforts au sein du matériau. La 25 matrice comprend un polymère thermoplastique et éventuellement un ou plusieurs additifs. Par polymère thermoplastique on entend un polymère présentant la capacité de se fluidifier au-dessus d'une certaine température et de redevenir dur en-dessous de cette température de manière réversible. 30 Le polymère thermoplastique peut notamment être choisi parmi : - les polyoléfines telles que notamment le polyéthylène, les copolymères d'éthylène, le polytéréphtalate d'éthylène, le polytéréphtalate de butylène, le polypropylène, les copolymères de propylène, le polychlorure de vinyle, le polybutadiène, les copolymères de butadiène et leurs mélanges ; - les polyesters de type Hytrel® ou Arnitel® ; - les polyamides tels que notamment le polyamide 6 (PA-6), le polyamide 11 (PA-11), le polyamide 12 (PA-12), le polyamide 6.6 (PA-6.6), le polyamide 4.6 (PA-4.6), le polyamide 6.10 (PA-6.10), le polyamide 6.12 (PA-6.12), les polyamides aromatiques tels que les polyphtalamides ; - les polyuréthanes ; et leurs mélanges. Par copolymère d'éthylène, de propylène, de butadiène ou d'amide, on entend un copolymère renfermant des monomères d'éthylène, de propylène, de butadiène ou d'amide ainsi que d'autres monomères.The reinforcing fibers included in the composite material according to the present invention are not or slightly twisted before their introduction into the composite material. By twisted is meant that the fibers are subjected to torsion. This characteristic makes it possible to maintain the integrity of the mechanical properties of the reinforcing fiber and also makes it possible to obtain excellent impregnation of the reinforcing fibers by the thermoplastic polymer. The composite material according to the invention may comprise a minor fraction of twisted bast fibers. According to a particular embodiment, the reinforcing fibers are oriented, that is to say that they are substantially parallel to each other within the material. Thus, the reinforcing fibers have not been woven together or co-mingled by any mechanical method. It can also be said that the reinforcing fibers are unidirectional. According to another particular embodiment, the reinforcing fibers are said to be long, that is to say they have a length / diameter ratio greater than 500, preferably greater than 1000, more preferably greater than 1500. According to FIG. invention, unlike the composite material obtained by compounding, the integrity of the fibers is preserved, they do not undergo grinding and therefore remain long within the polymer matrix. The reinforcing fibers of the composite material according to the present invention may in particular represent from 20 to 80% by weight, preferably from 25 to 65% by weight, and more preferably from 30 to 60% by weight relative to the total weight of said material. . Thermoplastic polymer matrix The matrix of the composite material according to the present invention makes it possible, in particular, to bond the reinforcing fibers together and to distribute the forces within the material. The matrix comprises a thermoplastic polymer and optionally one or more additives. By thermoplastic polymer is meant a polymer having the ability to fluidize above a certain temperature and become hard below this temperature reversibly. The thermoplastic polymer may in particular be chosen from: polyolefins such as in particular polyethylene, ethylene copolymers, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polypropylene, propylene copolymers, polyvinyl chloride, polybutadiene, butadiene copolymers and mixtures thereof; polyesters of Hytrel® or Arnitel® type; polyamides such as in particular polyamide 6 (PA-6), polyamide 11 (PA-11), polyamide 12 (PA-12), polyamide 6.6 (PA-6.6), polyamide 4.6 (PA-4.6) polyamide 6.10 (PA-6.10), polyamide 6.12 (PA-6.12), aromatic polyamides such as polyphthalamides; polyurethanes; and their mixtures. By copolymer of ethylene, propylene, butadiene or amide is meant a copolymer containing monomers of ethylene, propylene, butadiene or amide as well as other monomers.

Selon un mode de réalisation particulier le polymère thermoplastique est le polypropylène. Le polymère thermoplastique du matériau composite selon la présente invention peut notamment représenter 20 à 80% en poids, de préférence 35 à 75% en poids, et plus préférentiellement 40 à 70% en poids par rapport au poids total dudit matériau.According to a particular embodiment, the thermoplastic polymer is polypropylene. The thermoplastic polymer of the composite material according to the present invention may especially represent 20 to 80% by weight, preferably 35 to 75% by weight, and more preferably 40 to 70% by weight relative to the total weight of said material.

La matrice du matériau composite selon la présente invention peut éventuellement comprendre un ou plusieurs additifs. Les additifs permettent notamment d'apporter certaines propriétés désirables audit matériau, telles que notamment des propriétés ignifugeantes, une meilleure stabilité, une meilleure compatibilité avec d'autres matériaux ou bien peuvent faciliter le procédé de fabrication dudit matériau.The matrix of the composite material according to the present invention may optionally comprise one or more additives. The additives make it possible in particular to provide certain desirable properties to said material, such as in particular fireproofing properties, better stability, better compatibility with other materials or may facilitate the manufacturing process of said material.

Les additifs peuvent notamment être choisis parmi les agents ignifugeants, les pigments, les agents collants, les agents compatibilisants, les filtres UV, les plastifiants. Les agents ignifugeants sont des agents permettant d'inhiber ou de retarder la propagation d'une flamme au sein d'un matériau. Des exemples d'agents ignifugeants utilisables selon la présente invention sont notamment : des minéraux tels que l'hydroxyde d'aluminium, l'hydroxyde de magnésium, la huntite (Mg3Ca(CO3)4), l'hydromagnésite, le phosphore rouge et les borates ; des composés organohalogénés tels que des composés organochlorés, par exemple l'acide 1,4,5 ,6,7,7-hexachlorobicyclo[2.2.1] -hept-5-ène-2,3-dicarboxylique (acide chlorendique) et ses dérivés, les paraffines chlorées ; des composés organobromés, par exemple le, décabromodiphényléthane, l'anhydride tétrabromophtalique, le tétrabromobisphénol A, l'hexabromocyclododécane ; des polymères bromés, par exemple le polystyrène bromé, les oligomères de carbonate bromés, les oligomères époxy bromés ; des composés organophosphorés tels que des organophosphates, par exemple le tris(2,3-dibromopropyle)pho sphate, le triphénylphosphate, le résorcinol bis-(diphenyl phosphate), le bisphénol A bis-(diphénylphosphate), le tri-o-crésyl-phosphate ; des phosphonates, par exemple le diméthylméthylphosphonate ; des phosphinates, par exemple le diéthylphosphinate d'aluminium ; des organochlorophosphates, par exemple le tri(2-chloroisopropyl)phosphate, le tris[2-chloro-1- (chlorométhyl)éthyl]phosphate.The additives may especially be chosen from flame retardants, pigments, tackifiers, compatibilizing agents, UV filters, plasticizers. Flame retardants are agents for inhibiting or retarding the propagation of a flame within a material. Examples of flame retardants that can be used according to the present invention are in particular: minerals such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, huntite (Mg3Ca (CO3) 4), hydromagnesite, red phosphorus and borates; organohalogen compounds such as organochlorine compounds, for example 1,4,5,7,7,7-hexachlorobicyclo [2.2.1] -hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid (chlorendic acid) and its derivatives, chlorinated paraffins; organobromine compounds, for example decabromodiphenylethane, tetrabromophthalic anhydride, tetrabromobisphenol A, hexabromocyclododecane; brominated polymers, for example brominated polystyrene, brominated carbonate oligomers, brominated epoxy oligomers; organophosphorus compounds such as organophosphates, for example tris (2,3-dibromopropyl) phosphate, triphenyl phosphate, resorcinol bis (diphenyl phosphate), bisphenol A bis (diphenyl phosphate), tri-o-cresyl phosphate; phosphonates, for example dimethylmethylphosphonate; phosphinates, for example aluminum diethylphosphinate; organochlorophosphates, for example tri (2-chloroisopropyl) phosphate, tris [2-chloro-1- (chloromethyl) ethyl] phosphate.

Les pigments sont des substances colorantes insolubles dans le milieu qu'elles colorent. Les pigments peuvent être choisis parmi des pigments minéraux, les pigments organiques, les pigments naturels, les pigments de synthèse. Des exemples de pigments sont notamment les oxydes de fer, de titane, de chrome ou de zinc, le bleu outremer, le bleu de prusse, le noir de carbone.Pigments are colorants that are insoluble in the medium they color. The pigments may be chosen from inorganic pigments, organic pigments, natural pigments and synthetic pigments. Examples of pigments are in particular oxides of iron, titanium, chromium or zinc, ultramarine blue, prussian blue, carbon black.

Les agents collants sont des substances qui permettent de promouvoir l'adhésion entre différentes structures, par exemple entre les fibres de renforts et la matrice, ou entre des renforts de type composite et un matériau d'enrobage polymérique. Des exemples d'agents collants utilisables selon la présente invention sont notamment : l'éthylène vinyle acétate (EVA) et l'éthylène acide acrylique (EAA).Sticky agents are substances which promote adhesion between different structures, for example between reinforcing fibers and the matrix, or between composite type reinforcements and a polymeric coating material. Examples of tackifiers that can be used according to the present invention are in particular: ethylene vinyl acetate (EVA) and ethylene acrylic acid (EAA).

Les agents compatibilisants sont des composés qui permettent d'améliorer la compatibilité entre des matériaux ayant des propriétés différentes, telles que notamment des polarités différentes. Des exemples d'agents compatibilisants utilisables selon la présente invention sont notamment : les polymères greffés anhydride maléique, les terpolymères d'éthylène, Pacrylate d'éthyle, l'anhydride maléique.Compatibilizers are compounds which make it possible to improve the compatibility between materials having different properties, such as, in particular, different polarities. Examples of compatibilizing agents that can be used according to the present invention are in particular: maleic anhydride graft polymers, ethylene terpolymers, ethyl acrylate, maleic anhydride.

Les plastifiants sont des composés qui permettent d'améliorer les propriétés des polymères dans lesquels on les ajoute, par exemple en les rendant plus flexibles, plus résistants, plus résilients et/ou plus faciles à manipuler. Des exemples de plastifiants utilisables dans la présente invention sont notamment : les alkylesters de phosphates, d'acide hydroxybenzoïque (dont le groupe alkyle, de préférence linéaire, renferme de 1 à 20 atomes de carbone), d'acide laurique, d'acide azélaïque et d'acide pélargonique, les arylphosphates, les phtalates, notamment de dialkyle ou d' alkyl-aryle, en particulier d' alkylbenzyle, les groupes alkyles, linéaires ou ramifiés, renfermant indépendamment de 1 à 12 atomes de carbone, les résines nitriles, le poly(butylène téréphtalate) cyclisé et les mélanges en contenant, les adipates, notamment de dialkyles, par exemple de di(2-éthylhexyle), les sébacates, notamment de dialkyles et en particulier de dioctyle, les benzoates de glycols ou de glycérol, les éthers de dibenzyle, les chloroparaffines, les huiles paraffiniques, les hydrocarbures amphiphiles fonctionnalisés tels que celui commercialisé par la société TRILLIUM SPECIALTIES sous la dénomination commerciale Trilsperse® 800, le carbonate de propylène, les sulfonamides, en particulier les alkyl sulfonamides, les aryl sulfonamides et les arylalkylsulfonamides, dont le groupe aryle est éventuellement substitué par au moins un groupe alkyle contenant de 1 à 12 atomes de carbone, telles que les benzène sulfonamides et les toluène sulfonamides, lesdites sulfonamides pouvant être N-substituées ou N,N-disubstituées par au moins un groupe alkyle, de préférence linéaire, renfermant de 1 à 20 atomes de carbone, ledit groupe alkyle portant éventuellement un groupe alkylester, alkylamide ou (alkylester)alkyl amide, les sels de N-alkyl guanidine dont le groupe alkyle est de préférence linéaire et renferme de 6 à 16 atomes de carbone, les glycols tels que le propylène glycol, et leurs mélanges.Plasticizers are compounds that improve the properties of polymers in which they are added, for example by making them more flexible, stronger, more resilient and / or easier to handle. Examples of plasticisers that can be used in the present invention are in particular: alkyl esters of phosphates, of hydroxybenzoic acid (in which the alkyl group, preferably linear, contains from 1 to 20 carbon atoms), of lauric acid, of azelaic acid; and pelargonic acid, arylphosphates, phthalates, especially of dialkyl or alkylaryl, in particular alkylbenzyl, linear or branched alkyl groups, independently containing from 1 to 12 carbon atoms, nitrile resins, cyclized poly (butylene terephthalate) and mixtures containing them, adipates, in particular dialkyl, for example di (2-ethylhexyl), sebacates, in particular dialkyl and in particular dioctyl, benzoates glycols or glycerol, dibenzyl ethers, chloroparaffins, paraffinic oils, functionalized amphiphilic hydrocarbons such as that marketed by the company TRILLIUM SPECIALTIES under the denominatio commercial Trilsperse® 800, propylene carbonate, sulphonamides, in particular alkyl sulphonamides, aryl sulphonamides and arylalkylsulphonamides, the aryl group of which is optionally substituted with at least one alkyl group containing from 1 to 12 carbon atoms, such as benzene sulphonamides and toluene sulphonamides, said sulphonamides may be N-substituted or N, N-disubstituted by at least one alkyl group, preferably linear, containing from 1 to 20 carbon atoms, said alkyl group optionally carrying an alkyl ester group; , alkylamide or (alkyl ester) alkyl amide, the N-alkyl guanidine salts, the alkyl group of which is preferably linear and contains from 6 to 16 carbon atoms, glycols such as propylene glycol, and mixtures thereof.

Les filtres UV permettent de protéger le matériau contre la dégradation par des rayonnements ultra-violets. Des exemples de filtres UV utilisables selon la présente invention sont notamment les filtres organiques et inorganiques et leurs mélanges. Comme filtres organiques, on peut notamment citer les dérivés de 2,2,6,6-tétraméthyl pipéridine, les dérivés de dibenzoylméthane (dont le butyl méthoxydibenzoylméthane), les dérivés d'acide cinnamique (dont l'éthylhexyl méthoxycinnamate), les salicylates, les acides para-aminobenzoïques, les I3,13'-diphénylacrylates, les benzophénones, les dérivés de benzylidène camphre, les phénylbenzimidazoles, les triazines, les phénylbenzotriazoles et les dérivés anthraniliques. Comme filtres inorganiques, on peut notamment citer les filtres à base d'oxydes minéraux tels que le dioxyde de titane ou l'oxyde de zinc ou le noir de carbone. Matériau composite Le matériau composite objet de la présente invention présente d'excellentes propriétés mécaniques.UV filters help protect the material against degradation by ultraviolet radiation. Examples of UV filters that may be used according to the present invention include organic and inorganic filters and mixtures thereof. As organic filters, there may be mentioned 2,2,6,6-tetramethyl piperidine derivatives, dibenzoylmethane derivatives (including butyl methoxydibenzoylmethane), cinnamic acid derivatives (including ethylhexyl methoxycinnamate), salicylates, para-aminobenzoic acids, 1,3,13'-diphenylacrylates, benzophenones, benzylidene camphor derivatives, phenylbenzimidazoles, triazines, phenylbenzotriazoles and anthranilic derivatives. As inorganic filters, mention may be made especially of filters based on inorganic oxides such as titanium dioxide or zinc oxide or carbon black. Composite Material The composite material object of the present invention has excellent mechanical properties.

En effet, le module de traction dudit matériau composite est compris entre 4 et 60 GPa, de préférence entre 5 et 50 GPa, plus préférentiellement entre 10 et 45 GPa. Par module de traction, également appelé module de rupture, module de Young ou module d'élasticité, on entend la constante qui relie la contrainte de traction (ou de compression) et la déformation pour un matériau, selon l'équation a = E E, où : G est la contrainte (en unité de pression), E est le module de traction (en unité de pression), E est la déformation (adimensionnel). Le matériau composite selon la présente invention peut se présenter sous diverses formes, telles que notamment une bande de matériau composite, un ruban de matériau composite, un jonc de matériau composite et des granulés de matériau composite. Ces formes se distinguent les unes des autres notamment par leurs formes et leurs propriétés mécaniques. Selon leur forme, ils sont destinés à diverses utilisations. Procédés de préparation des matériaux composites et produits obtenus Selon un autre objet, la présente invention porte sur un procédé de préparation du matériau composite décrit précédemment, ledit procédé comprenant les étapes de : a) préparation d'un faisceau de fibres de renfort gainé, h) transformation du faisceau de fibres de renfort gainé en bande de matériau composite, c) éventuellement gainage de la bande de matériau composite avec un polymère thermoplastique comprenant éventuellement des additifs.Indeed, the tensile modulus of said composite material is between 4 and 60 GPa, preferably between 5 and 50 GPa, more preferably between 10 and 45 GPa. By tensile modulus, also called modulus of rupture, modulus of Young or modulus of elasticity, one understands the constant which relates the stress of traction (or compression) and the strain for a material, according to the equation a = EE, where: G is the stress (in pressure unit), E is the tensile modulus (in pressure unit), E is the deformation (dimensionless). The composite material according to the present invention may be in various forms, such as in particular a strip of composite material, a ribbon of composite material, a rod of composite material and granules of composite material. These forms are distinguished from each other in particular by their shapes and their mechanical properties. Depending on their form, they are intended for various uses. Processes for Preparing Composite Materials and Products Obtained According to another object, the present invention relates to a process for preparing the composite material described above, said process comprising the steps of: a) preparing a sheathed reinforcing fiber bundle, h ) converting the sheathed reinforcing fiber bundle into a composite material strip, c) optionally wrapping the strip of composite material with a thermoplastic polymer optionally comprising additives.

On entend par bande de matériau composite tout matériau allongé pouvant notamment présenter une coupe transversale de forme circulaire, parallélépipédique ou elliptique. Lorsque la coupe transversale est de forme parallélépipédique, on parle de ruban de matériau composite. Selon un mode de réalisation particulier, l'étape a) de ce procédé comprend: la préparation d'un faisceau de fibres de renfort non ou peu retordues ; le gainage dudit faisceau avec un polymère thermoplastique comprenant éventuellement un additif. L'étape de gainage peut notamment être réalisée par extrusion du polymère thermoplastique, c'est-à-dire que l'on fait fondre le polymère thermoplastique, éventuellement en présence d'additif, autour du faisceau de fibres. Le polymère thermoplastique constitutif utilisé lors du gainage et l'additif pouvant éventuellement être mis en oeuvre lors du gainage, sont tels que décrits précédemment. L'étape a) de préparation d'un faisceau de fibres de renfort non ou peu 20 retordues peut notamment se faire par dévidage d'un ou plusieurs faisceaux de fibres de renfort non ou peu retordues. Le faisceau de fibres de renfort comprend des fibres de renfort non ou peu retordues, de préférence orientées, telles que définies précédemment, éventuellement encollées entre elles, par exemple avec de la cire. Selon un mode de réalisation 25 particulier, les fibres de renfort sont des fibres longues. Selon un mode de réalisation particulier, le faisceau de fibres de renfort non ou peu retordues présente un grammage inférieur à 3 g/m, de préférence inférieur à 2,5 g/m, plus préférentiellement inférieur à 2 g/m. En effet, le grammage du faisceau de fibres de renfort est avantageusement le plus faible possible pour obtenir une excellente 30 imprégnation des fibres de renfort par le polymère thermoplastique. Par grammage, on entend le poids, en grammes, de 1 000 mètres de produit, dans le cas présent de 1 000 mètres de faisceau de fibres de renfort.By strip of composite material is meant any elongated material that can in particular have a cross section of circular, parallelepipedal or elliptical shape. When the cross section is of parallelepipedal shape, it is called ribbon of composite material. According to a particular embodiment, step a) of this method comprises: preparing a bundle of non-twisted or slightly twisted reinforcing fibers; sheathing said bundle with a thermoplastic polymer optionally comprising an additive. The sheathing step may in particular be carried out by extrusion of the thermoplastic polymer, that is to say that the thermoplastic polymer is melted, possibly in the presence of additive, around the bundle of fibers. The constituent thermoplastic polymer used during the cladding and the additive that may optionally be used during the cladding, are as described above. Step a) of preparing a bundle of non-twisted or slightly twisted reinforcing fibers can in particular be done by unwinding one or more bundles of non-twisted or slightly twisted reinforcing fibers. The bundle of reinforcing fibers comprises non-twisted or slightly twisted reinforcing fibers, preferably oriented, as defined above, optionally glued together, for example with wax. According to a particular embodiment, the reinforcing fibers are long fibers. According to a particular embodiment, the bundle of non-twisted or slightly twisted reinforcing fibers has a grammage of less than 3 g / m, preferably less than 2.5 g / m, more preferably less than 2 g / m. Indeed, the grammage of the reinforcing fiber bundle is advantageously the smallest possible to obtain excellent impregnation of the reinforcing fibers by the thermoplastic polymer. By grammage is meant the weight, in grams, of 1,000 meters of product, in this case 1000 meters of reinforcing fiber bundle.

Bien entendu, pour assurer un procédé adapté industriellement, le faisceau de fibres de renfort non ou peu retordues doit présenter une résistance à la rupture suffisante pour supporter les tensions exercées par les différents dispositifs d'entrainement nécessaire à la mise en oeuvre industrielle du procédé de l'invention. Par exemple, pour un faisceau de fibres de 0.5 g/m, une telle résistance à la rupture est d'au moins 20 N, de préférence d'au moins 30 N et plus préférentiellement encore d'au moins 40N. De tels faisceaux de fibres de renfort non ou peu retordues sont disponibles dans le commerce des fibres techniques.Of course, to ensure an industrially adapted process, the bundle of non-twisted or slightly twisted reinforcing fibers must have a breaking strength sufficient to withstand the stresses exerted by the various drive devices necessary for the industrial implementation of the method of the invention. For example, for a fiber bundle of 0.5 g / m, such a breaking strength is at least 20 N, preferably at least 30 N and more preferably at least 40N. Such bundles of non-twisted or non-twisted reinforcing fibers are commercially available from the technical fibers.

Selon un mode de réalisation particulier, l'étape de préparation du faisceau de fibres comprend une étape de chauffage des fibres afin de diminuer leur teneur en eau sans détériorer leurs propriétés mécaniques. A l'issue de l'étape a) on obtient un produit gainé. L'invention a également pour objet un produit gainé comprenant un faisceau de fibres de renfort libériennes, non ou peu retordues, ledit faisceau étant enrobé d'une gaine de polymère thermoplastique, dans lequel le faisceau de fibres de renfort présente un grammage inférieur à 3 g/m. Un autre objet de l'invention est l'utilisation dudit produit gainé comprenant un faisceau de fibres de renfort libériennes, non ou peu retordues, ledit faisceau étant enrobé d'une gaine de polymère thermoplastique, dans lequel le faisceau de fibres de renfort présente un grammage inférieur à 3 g/m, pour la fabrication d'un matériau composite comprenant des fibres de renfort noyées dans une matrice de polymère thermoplastique. Dans le procédé de l'invention, l'étape b) de transformation du faisceau de fibres de renfort gainé en bande de matériau composite, est notamment réalisée par compactage du faisceau de fibres de renfort gainé. Par compactage, on entend l'application d'une pression mécanique sur le faisceau de fibres de renfort gainé. Ainsi, lors du compactage la gaine de polymère thermoplastique imprègne les fibres de renfort afin de constituer la matrice de polymère thermoplastique dans laquelle sont noyées les fibres de renfort. En sortie de l'étape de compactage, on obtient une bande de matériau composite.According to a particular embodiment, the step of preparing the bundle of fibers comprises a step of heating the fibers in order to reduce their water content without deteriorating their mechanical properties. At the end of step a), a sheathed product is obtained. The subject of the invention is also a sheathed product comprising a bundle of unrelated or slightly twisted Liberian reinforcing fibers, said bundle being coated with a thermoplastic polymer sheath, in which the bundle of reinforcing fibers has a grammage of less than 3 g / m. Another object of the invention is the use of said sheathed product comprising a bundle of unrelated or unreflected Liberian reinforcing fibers, said bundle being coated with a sheath of thermoplastic polymer, in which the bundle of reinforcing fibers has a basis weight less than 3 g / m, for the manufacture of a composite material comprising reinforcing fibers embedded in a thermoplastic polymer matrix. In the method of the invention, the step b) of transforming the bundle of reinforcing fibers sheathed into a band of composite material is in particular carried out by compacting the bundle of sheathed reinforcing fibers. By compacting is meant the application of a mechanical pressure on the bundle of sheathed reinforcing fibers. Thus, during compaction, the thermoplastic polymer sheath impregnates the reinforcing fibers in order to constitute the thermoplastic polymer matrix in which the reinforcing fibers are embedded. At the output of the compacting step, a strip of composite material is obtained.

La bande de matériau composite peut éventuellement être soumise à une étape de gainage avec un polymère thermoplastique comprenant éventuellement des additifs. L'étape de gainage peut notamment être réalisée telle que décrite dans le procédé de préparation du faisceau de fibres de renfort gainé. Le polymère thermoplastique et les additifs éventuels de la gaine ne sont pas nécessairement identiques à ceux de la matrice de la bande de matériau composite. La bande de matériau composite est ensuite refroidie. Selon un mode de réalisation particulier, le procédé de l'invention comprend après l'étape c) les étapes de : d) dévidage d'une ou plusieurs bandes de matériau composite obtenues à l'issue de l'étape b) ou c) pour obtenir un faisceau de bandes de matériau composite ; e) compactage dudit faisceau pour obtenir un jonc de matériau composite ; f) éventuellement gainage du jonc de matériau composite avec un polymère thermoplastique comprenant éventuellement des additifs. On entend par jonc de matériau composite tout matériau allongé pouvant notamment présenter une coupe transversale de forme circulaire, parallélépipédique ou elliptique provenant de l'assemblage d'une ou plusieurs bandes de matériau composite. Une fois, le faisceau de matériau composite obtenu à l'étape d), celui-ci est soumis à une étape de compactage à chaud, c'est-à-dire une étape au cours de laquelle on fusionne les bandes de matériau composite entre elles. Une fois que le jonc de matériau composite présente la forme désirée, on peut éventuellement le soumettre à une étape de gainage avec un polymère thermoplastique comprenant éventuellement des additifs. L'étape de gainage peut notamment être réalisée telle que décrit dans le procédé de préparation du faisceau de fibres de renfort gainé. Le polymère thermoplastique et les additifs éventuels de la gaine ne sont pas nécessairement identiques à ceux de la matrice du jonc de matériau composite. A l'issue de l'étape e) on obtient un jonc de matériau composite qui peut éventuellement être gainé par un polymère thermoplastique. Cette étape facultative de gainage est réalisée comme décrit ci-dessus pour l'étape c).The strip of composite material may optionally be subjected to a cladding step with a thermoplastic polymer optionally comprising additives. The sheathing step may in particular be carried out as described in the process for preparing the sheathed reinforcing fiber bundle. The thermoplastic polymer and the optional additives of the sheath are not necessarily identical to those of the matrix of the strip of composite material. The strip of composite material is then cooled. According to a particular embodiment, the method of the invention comprises, after step c), the steps of: d) unwinding of one or more strips of composite material obtained at the end of step b) or c) to obtain a bundle of strips of composite material; e) compacting said beam to obtain a rod of composite material; f) optionally cladding the rod of composite material with a thermoplastic polymer optionally comprising additives. The term "rod of composite material" means any elongate material that may in particular have a cross section of circular, parallelepipedal or elliptical shape from the assembly of one or more strips of composite material. Once, the composite material beam obtained in step d), it is subjected to a hot compaction step, that is to say a step during which the strips of composite material are fused between they. Once the rod of composite material has the desired shape, it may optionally be subjected to a cladding step with a thermoplastic polymer optionally comprising additives. The sheathing step may in particular be carried out as described in the process for preparing the sheathed reinforcing fiber bundle. The thermoplastic polymer and the optional additives of the sheath are not necessarily identical to those of the matrix of the rod of composite material. At the end of step e), a rod of composite material is obtained which may optionally be sheathed with a thermoplastic polymer. This optional cladding step is performed as described above for step c).

Le jonc de matériau composite peut éventuellement être enrobé par une gaine de polymère thermoplastique comprenant éventuellement des additifs. Selon un autre mode de réalisation particulier, le procédé de l'invention, comprend en outre après l'étape c) ou après l'étape f) une étape de découpe. La découpe se fait dans le sens transversal, de préférence de façon régulière, afin d'obtenir des granulés de matériaux composites. Ainsi les granulés de matériau composite peuvent notamment être obtenus en coupant la bande de matériau composite gainé ou non ou le jonc de matériau composite gainé ou non à la taille désirée. La longueur des granulés peut notamment être comprise entre 3 mm et 25 mm.The rod of composite material may optionally be coated with a thermoplastic polymer sheath optionally comprising additives. According to another particular embodiment, the method of the invention further comprises after step c) or after step f) a cutting step. The cutting is in the transverse direction, preferably regularly, to obtain granules of composite materials. Thus the granules of composite material may in particular be obtained by cutting the strip of composite material sheathed or not or the rod of composite material sheathed or not to the desired size. The length of the granules may especially be between 3 mm and 25 mm.

Les granulés de matériau composite présentent les caractéristiques mécaniques des produits composites dont ils sont issus. Ainsi, si la découpe est réalisée après l'étape c), les propriétés des granulés correspondront à celles d'une bande de matériau composite. En revanche, si les granulés sont obtenus après l'étape f), les propriétés des granulés correspondront à celles d'un jonc de matériau composite.The granules of composite material have the mechanical characteristics of the composite products from which they are derived. Thus, if the cutting is performed after step c), the properties of the granules will correspond to those of a strip of composite material. On the other hand, if the granules are obtained after step f), the properties of the granules will correspond to those of a rod of composite material.

II est entendu que si l'étape de découpe a lieu après l'étape c) ou l'étape b) lorsque l'étape c) n'est pas réalisée, les autres étapes du procédé d) à f) ne sont pas réalisées. Utilisation des matériaux composite L'invention a également pour objet l'utilisation des matériaux composites selon l'invention pour : - renforcer des câbles de télécommunication, tels que notamment des câbles à fibres optiques ; - renforcer des pièces de structure ; - la préparation de tissus techniques, tels que notamment des tissus thermoformables ; - la préparation de pièces de structure, telles que notamment des pièces de structure formées par injection ou par thermocompression. Plus précisément, le jonc de matériau composite peut notamment être utilisé pour renforcer des câbles de télécommunication tels que notamment des câbles à fibres optiques. Par exemple les joncs peuvent être introduits dans les gaines des câbles de télécommunication afin que ceux-ci soit plus résistants à la traction et/ou à la compression.It is understood that if the cutting step takes place after step c) or step b) when step c) is not performed, the other steps of the method d) to f) are not performed . The invention also relates to the use of composite materials according to the invention for: - reinforcing telecommunication cables, such as in particular fiber optic cables; - strengthen structural parts; the preparation of technical fabrics, such as in particular thermoformable fabrics; - The preparation of structural parts, such as in particular structural parts formed by injection or by thermocompression. More specifically, the rod of composite material may in particular be used to reinforce telecommunication cables such as in particular fiber optic cables. For example the rods can be introduced into the sheaths of telecommunication cables so that they are more resistant to traction and / or compression.

La bande de matériau composite peut être utilisé pour renforcer des pièces de structure. Par exemple, on peut enrouler la bande de matériau composite autour d'une pièce de structure existante, tel qu'un réservoir sous pression, et éventuellement faire fondre la bande, pour renforcer ladite pièce de structure.The strip of composite material can be used to reinforce structural parts. For example, it is possible to wind the band of composite material around an existing structural part, such as a pressure tank, and possibly melt the band, to reinforce said structural part.

La bande de matériau composite peut également être utilisée pour la fabrication de tissus techniques, tels que notamment des tissus thermoformables, par exemple en tissant des bandes de matériau composite entre elles. Les tissus thermoformables peuvent ensuite être transformés en pièces de renfort, telles que qu'un capot ou une portière d'automobile par exemple en appliquant une température et une pression élevée au tissu technique. Enfin, les granulés de bande de matériau composite et les granulés de jonc de matériau composite peuvent notamment être utilisés pour la fabrication de pièces de structure telles que la face avant d'une automobile, par exemple par injection desdits granulés ou par thermocompression d'un mat desdits granulés.The strip of composite material can also be used for the manufacture of technical fabrics, such as in particular thermoformable fabrics, for example by weaving strips of composite material between them. The thermoformable fabrics can then be transformed into reinforcing pieces, such as an automobile hood or door, for example by applying a temperature and a high pressure to the technical fabric. Finally, the granules of composite material web and granules of rod of composite material may in particular be used for the manufacture of structural parts such as the front face of an automobile, for example by injection of said granules or by thermocompression of a matte said granules.

Matériaux composite comprenant des fibres de lin Un autre objet de l'invention est un matériau composite comprenant des fibres de lin noyées dans une matrice de polymère thermoplastique, ledit matériau présentant un module de traction compris entre 4 et 60 GPa, de préférence entre 5 et 50 GPa, plus préférentiellement entre 10 et 45 GPa, lesdites fibres de lin représentant 20 à 80% en poids, de préférence 25 à 65% en poids, et plus préférentiellement entre 30 à 60% en poids par rapport au poids total dudit matériau. Lorsque le matériau composite à base de lin est sous la forme d'une bande de matériau composite tel que décrit précédemment, ladite bande présente les caractéristiques suivantes : - un module de traction compris entre 4 et 17 GPa, de préférence entre 5 et 14 GPa, plus préférentiellement entre 6 et 13 GPa; - une contrainte à la rupture entre 40 et 210 MPa, de préférence entre 60 et 180 MPa, plus préférentiellement entre 90 et 160 MPa. Lorsque le matériau composite à base de lin est sous la forme d'un jonc de matériau composite tel que décrit précédemment, ledit jonc présente les caractéristiques suivantes : - un module de traction compris entre 5 et 33 GPa, de préférence entre 7 et 27 GPa, plus préférentiellement entre 10 et 26 GPa; - une contrainte à la rupture entre 50 et 340 MPa, de préférence entre 90 et 280 MPa, plus préférentiellement entre 130 et 260 MPa.Composite Materials Comprising Linen Fibers Another object of the invention is a composite material comprising linseed fibers embedded in a thermoplastic polymer matrix, said material having a tensile modulus of between 4 and 60 GPa, preferably between 5 and 60 GPa. 50 GPa, more preferably between 10 and 45 GPa, said flax fibers representing 20 to 80% by weight, preferably 25 to 65% by weight, and more preferably between 30 to 60% by weight relative to the total weight of said material. When the composite material based on linen is in the form of a strip of composite material as described above, said strip has the following characteristics: a tensile modulus of between 4 and 17 GPa, preferably between 5 and 14 GPa more preferably between 6 and 13 GPa; a breaking stress between 40 and 210 MPa, preferably between 60 and 180 MPa, more preferably between 90 and 160 MPa. When the composite material based on linen is in the form of a ring of composite material as described above, said ring has the following characteristics: a tensile modulus of between 5 and 33 GPa, preferably between 7 and 27 GPa more preferably between 10 and 26 GPa; a breaking stress between 50 and 340 MPa, preferably between 90 and 280 MPa, more preferably between 130 and 260 MPa.

L'invention va être décrite plus en détail à l'aide des exemples suivants qui sont donnés à titre purement illustratif. EXEMPLES Dans la description et dans les exemples ci-dessous, les propriétés en traction sont déterminées selon les normes NF C93-858.Les essais de traction permettent de déterminer : le module de traction obtenu par détermination de la pente contrainte /déformation dans un intervalle de déformation donné, il est exprimé en GPa; la contrainte à la rupture qui correspond à la valeur de la force par unité de surface nécessaire à la rupture du matériau, elle est exprimée en MPa; l'allongement à la rupture qui correspond à la déformation du matériau lorsque la rupture du matériau se produit, il est exprimé en pourcentage (%). Exemple 1 : Procédé de préparation d'un ruban de matériau composite On utilise des fibres de lin peu retordues, présentant un grammage de lg/m et une longueur moyenne de 50 mm.The invention will be described in more detail with the aid of the following examples which are given purely by way of illustration. EXAMPLES In the description and in the examples below, the tensile properties are determined according to NF C93-858 standards. Tensile tests make it possible to determine: the tensile modulus obtained by determining the stress / strain slope in an interval given deformation, it is expressed in GPa; the breaking stress, which corresponds to the value of the force per unit area required for breaking the material, is expressed in MPa; the elongation at break which corresponds to the deformation of the material when the breakage of the material occurs, it is expressed in percentage (%). EXAMPLE 1 Method for Preparing a Ribbon of Composite Material Linen fluff fibers of low twist, having a basis weight of lg / m and an average length of 50 mm are used.

Une bobine de ces fibres est placée en tête de la chaine de fabrication et est dévidée. Elle est amenée dans un four afin de diminuer sa teneur en eau, puis elle est gainée par extrusion avec un polypropylène commercialisé par la Société BOREALIS. Le réglage de l'extrudeuse est tel que le produit finalement obtenu en sortie d'extrusion présente une coupe transversale ronde de diamètre externe de 2 mm et un rapport massique fibres de lin/ polypropylène de 50/50. Le faisceau de fibres gainé présente une contrainte à la rupture de 50 MPa, un module de traction de 5 GPa et un allongement à la rupture de 1%. Dans ce faisceau de fibres gainé, la longueur des fibres est sensiblement identique à celles des fibres du faisceau initial.A coil of these fibers is placed at the head of the production line and is unwound. It is brought into an oven to reduce its water content, then it is sheathed by extrusion with a polypropylene marketed by the company BOREALIS. The setting of the extruder is such that the product finally obtained at the extrusion outlet has a round cross section with an external diameter of 2 mm and a weight ratio of flax / polypropylene fibers of 50/50. The sheathed fiber bundle has a breaking stress of 50 MPa, a tensile modulus of 5 GPa and an elongation at break of 1%. In this bundle of sheathed fibers, the length of the fibers is substantially identical to those of the fibers of the initial bundle.

Le faisceau de fibres gainé est alors compacté afin d'imprégner les fibres avec le polymère fondu et de conférer une section transversale rectangulaire. On obtient ainsi une bandede matériau composite ayant la forme d'un ruban (Lx1 = 6mmx0.4mm) qui est ensuite refroidi avant d'être conditionné.The sheathed fiber bundle is then compacted to impregnate the fibers with the molten polymer and to provide a rectangular cross section. In this way, a strip of composite material is obtained in the form of a ribbon (Lx1 = 6mmx0.4mm) which is then cooled before being conditioned.

Le ruban de matériau composite obtenu présente les caractéristiques suivantes: Module de traction : 10 GPa Contrainte à la rupture : 130 MPa Allongement à la rupture : 1,5% Grammage : 2g/m Pourcentage en poids des fibres de lin : 50% en poids Reprise d'eau : 1% de taux d'humidité en fin de fabrication et 2.5% de taux d'humidité au bout de 10 jours. Exemple 2: Procédé de préparation du jonc de matériau composite On utilise 3 bobines de ruban obtenu à l'exemple 1. Ces 3 bobines sont dévidées et les rubans sont compactés de façon à former un jonc et à donner à ce jonc une section transversale ronde de 3 mm de diamètre en sortie du compactage. Le jonc est alors refroidi progressivement puis conditionné. La longueur des fibres reste sensiblement la même qu'au départ. Le jonc de matériau composite ainsi obtenu présente les caractéristiques suivantes : Module de traction : 20 GPa Contrainte à la rupture : 200 MPa Allongement à la rupture : 1,8% Pourcentage en poids des fibres lin : 50% en poids Reprise d'eau : 2.5% de taux d'humidité au bout de 10 jours.The resulting composite material ribbon has the following characteristics: Traction modulus: 10 GPa Breaking stress: 130 MPa Elongation at break: 1.5% Weight: 2g / m Percentage by weight of flax fibers: 50% by weight Water absorption: 1% moisture content at the end of manufacture and 2.5% moisture content after 10 days. EXAMPLE 2 Method for Preparing the Rod of Composite Material 3 ribbon coils obtained in Example 1 were used. These 3 bobbins were unwound and the ribbons were compacted so as to form a rod and to give this rod a round cross section. 3 mm in diameter at the end of compaction. The ring is then cooled gradually and conditioned. The length of the fibers remains substantially the same as at the beginning. The rod of composite material thus obtained has the following characteristics: Traction modulus: 20 GPa Breaking stress: 200 MPa Elongation at break: 1.8% Percentage by weight of flax fibers: 50% by weight Water absorption: 2.5% moisture content after 10 days.

Claims

REVENDICATIONS1. Composite material comprising reinforcing bast fibers embedded in a thermoplastic polymer matrix, characterized in that said material has a tensile modulus of between 4 and 60 GPa, preferably between 5 and 50 GPa, more preferentially between 10 and 45 GPa, and that the reinforcing fibers represent 20 to 80% by weight, preferably 25 to 65% by weight, and more preferably between 30 to 60% by weight relative to the total weight of said material.

2. Composite material according to claim 1, characterized in that it is coated with a thermoplastic polymer sheath optionally comprising additives.

3. Composite material according to claim 1 or 2, characterized in that the reinforcing bast fibers are selected from flax, ramie, hemp, jute and kenaf fibers, and mixtures thereof.

4. Composite material according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the bast fibers have a length to diameter ratio greater than 500, preferably greater than 1000, more preferably greater than 1500.

5. Composite material according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the reinforcing bast fibers are oriented.

6. Composite material according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it is in the form of a band, a ribbon, a ring or granules.

7. Process for the preparation of a composite material according to any one of claims 1 to 6, comprising the steps of: a) preparation of a bundle of sheathed reinforcing fibers, b) transformation of the sheathed reinforcing fiber bundle into strip of composite material, c) optionally cladding the strip of composite material with a thermoplastic polymer optionally comprising additives.

8. A method according to claim 7, wherein step a) of preparing the bundle of sheathed reinforcing fibers comprises: - the preparation of a bundle of non-twisted or non-twisted reinforcing fibers - the sheathing of said bundle with a polymer thermoplastic optionally comprising an additive.

9. The method of claim 7 or 8, comprising after step c) the steps of: d) unwinding of one or more strips of composite material obtained at the end of step b) or c) to obtain a beam of strips of composite material; e) compacting said beam to obtain a rod of composite material; 0 possibly cladding the rod of composite material with a thermoplastic polymer optionally comprising additives.

The method of any one of claims 7 to 9, which further comprises after step c) or f) a cutting step.

11. A product comprising a bundle of unrendered or unreflected reinforcing bast fibers, said bundle of fibers being coated with a thermoplastic polymer sheath, wherein the bundle of reinforcing fibers has a basis weight of less than 3 g / m.

12. Use of the product according to claim 11, for the manufacture of a composite material comprising unsupported or non-twisted reinforcing fibers embedded in a thermoplastic polymer matrix.

13. Use of the composite material according to any one of claims 1 to 6, or obtained according to the method of claims 7 to 10 for: - reinforcing telecommunication cables, such as including fiber optic cables; - strengthen structural parts; the preparation of technical fabrics, such as in particular thermoformable fabrics; - The preparation of structural parts, such as in particular structural parts formed by injection or by thermocompression.