Brevet FR2025003A1 — publié le 19700904

La présente invention concerne des structures constituées par des filaments ramifiés. L'invention a pour objet un procédé de fabrication de structures constituées par des filaments ramifiés en carbone, caractérisé par le fait qu'il consiste à réaliser une structure oonstituée par des filaments ramifiés dans un polymère contenant du carbone, puis à convertir ce polymère ei arbone. Le polymère peut être converti en graphite par oxydation à 200-300eC, carbonisation à environ 1000 5C et finalement chauffage à 2000-3000'C. L'invention a également pour objet les structures cons- tituées par des filaments ramifiés, réalisées/à l'aide d'un tel procédé. Une telle structure est utilisable dans des matières de renforcement. Il a déjà été proposé de renforcer certaines matit res, prr exemple des résines thermoplastiques et thermodurcissables, par inclusion de filaments de graphite qui présentent une résistance mécanique élevée, Nais l'une des difficultés est constitube par le fait que la surface de ces filaments n'adhère pas aisément sur la matière d'imprégnation.En prévoyant des structures constituées par des filaments ramifies, la solution de ce problème se trouve facilitée. Les structures constituées par dos filaient ramifiés peuvent être réalisées dans le polymère par n'importe laquelle d'wngrande variété de façons, par exemple par moulage, étirage et division ou par coupe, étirage et division. On peut utiliser non seulement des filaments constitués par un filament servant de tronc et muni de filaments qui s'en écartent en constituant des branches ou ramifications, mais également des structures analogues à une échelle et des feuilles et des filets présentant une fibrillation au hasard. La description qui va suivre à titre d'exemples non limitatifs et en regard des dessins annexés, rera bien comprendre comment l'invention peut eAtre mise en pratique. La figure 1 représente schématiquement une installation de fabrication de structures conformes à l'invention. Les figures 2, 3 et 4 illustrent trois structures dit- férentes conformes à l'invention. Dans l'installation illustrée par la figure 1, on extrude sous forme de feuille à l'aide d'une extrudeuse li du poly acrylonitrile ou un autre polymère convenable à base de carbone. "a feuille 12 est emboutie ou fendue à l'aide d'une matrice d'emboutissage ou d'un dispositif à cylindre de coupe 13 et la feuille ainsi emboutie ou fendue est alors étirée jusqu'à dix fois à l'aide de cylindres d'étirage 14. La feuille 12 se trouve ainsi transformée en filaments ramifiés élémentaires ou en une ou plusieurs structures constituées par des filaments 15. On les fait passer dans une chambre de chauffage présen- tant un premier poste d'oxydation 16 à 200-)OO-C, un seeond poste de carbonisation 17 à environ 10005C et un troisième poste de chauffage 18 à 2000-)OOO-C. Les filaments de carbone obtenus ou les structures constituées par de tels filaments sont finalement enroulés sur des bobines 19. La figure 2 représente une structure constituée par un filament 21 servant de tronc et par des branches ou ramifications 22 qui s'én écartent. La figure 3 représente une structure 31 analogue à une échelle et réalisée par moulage ou coupe de façon à obtenir deux filaments présentant des branches ou ramifications sur un côté, mais en omettant de couper ou de fendre les ramifications qui s'étendent entre les filaments. la figure 4 représente un réseau 41 de filaments reliés entre eux et obtenus par fibrillation au hasard. Toutes ces structures peuvent autre réalisées en polyacrylonitrile ou polypropylène ou en un autre polymère, puis ensuite converties en carbone. Elles sont particulièrement utilisa- bles dans les matières annulées de renforcement en résine thermo- plastique ou thermodurcissable, la présence des ramifications res- treignant le mouvement des filaments dans la matie de base. - REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de structures constituées par des filaments ramifiés en carbone, caractérisé par le fait qu'il consiste à réaliser une structure constituée par des filaments ramifiés dans un polymère contenant du carbone, puis à convertir ce polymère en carbone. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le polymère est converti en graphite par oxydation à 200-3000C, carbonisation à environ lOOOC et finalement chauffage à 2000-3000-C. 3. Structure constituée par des filaments ramifiés en carbone réalisée à l'aide dtun procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 ou 2. 4. Matière renforcée à laide d'une structure conforme à la revendication 3.