Brevet FR3119792A1 — publié le 20220819

La présente invention concerne un procédé de de correction d’un défaut d’un matériau composite comprenant les étapes suivantes : a) fourniture d’un matériau composite consistant essentiellement un polymère thermoplastique, dans lequel sont dispersées de 0,5% à 10% en volume de particules magnétiques, par rapport au volume total du matériau composite ; b) application d’un champ magnétique localisé sur tout ou partie du matériau composite de sorte à obtenir un écoulement du polymère thermoplastique ; c) arrêt du champ magnétique ; et d) refroidissement du matériau composite . PROCEDE DE CORRECTION D’UN DEFAUT D’UN MATERIAU COMPOSITE SOUS APPLICATION D’UN CHAMP MAGNETIQUE DOMAINE DE L’INVENTION La présente invention concerne un procédé de correction d’un défaut, en particulier de réparation, rapide et efficace d’un matériau composite en polymère thermoplastique, notamment élastomère thermoplastique, ayant des propriétés magnétiques. ETAT DE LA TECHNIQUE Ces dernières années ont vu l’essor de nouveaux matériaux présentant une longévité accrue. Par exemple, de nouveaux matériaux possédant des capacités d’autoréparation, tels que des polymères ou des céramiques, ont été proposés. Ces matériaux autoréparables, lorsqu’ils sont endommagés, possèdent la capacité de se réparer eux-mêmes, sans intervention de l’homme, pour retrouver leurs propriétés initiales. Les mécanismes de réparation varient d’un matériau à l’autre. Par exemple, il a été proposé d’inclure des microcapsules renfermant un agent cicatrisant au sein de matrices polymères adaptées. Lors d’un dommage, les microcapsules se rompent et libèrent un agent cicatrisant. Les mécanismes d’autoréparation basés sur une telle méthode présentent l’inconvénient de ne pouvoir servir qu’une fois. Des polymères autoréparables par un mécanisme de réticulation réversible ont également été proposés, notamment des polymères supramoléculaires autoréparables. La préparation de ces matériaux fait généralement appel à une chimie complexe. Par ailleurs, ces matériaux présentent généralement une faible résistance chimique, une sensibilité à l’humidité et de faibles propriétés mécaniques (manque de rigidité et/ou de résistance à la contrainte). Ces inconvénients limitent l’usage et le champ d’application de ces matériaux. D’autres matériaux, possédant la capacité d’être réparés sur demande via un stimulus externe, ont été proposés. Par exemple, Hohlbein et al. (Polymer, 2015, 69, p.301-309) décrit des élastomères ionomères autocicatrisants formés à partir de n-butylacrylate ou de tert-butylacrylate, neutralisés avec des ions Zn 2+ , auxquels sont incorporées des nanoparticules de magnétite Fe 3 O 4 ou de ferrite de cobalt CoFe 2 O 4 . L’application d’un champ électromagnétique permet la réparation du matériau. Toutefois, les élastomères décrits sont très peu rigides, ce qui limite leurs champs d’utilisation. Face à une demande de plus en plus forte pour des solutions permettant d’augmenter la longévité des matériaux, un besoin demeure pour la mise à disposition d’un procédé permettant de corriger les défauts que peuvent présenter des matériaux composites ou de réparer les dommages que peuvent subir des matériaux composites, en particulier un besoin demeure pour un procédé simple et économique permettant de réparer de manière localisée et à plusieurs reprises les matériaux endommagés. DESCRIPTION DES FIGURES La est une micrographie d’un matériau tel que décrit dans la présente invention consistant en un TPU chargé avec 5 vol% de particules de fer ayant un diamètre moyen de 90 nm, endommagé par rupture (photo a) ou par abrasion de surface (photo c) puis réparé grâce au procédé de l’invention conduisant à la jonction des deux morceaux (photo b) ou à l’atténuation des aspérités de surface (photo d). La Figure 2 est une micrographie d’un matériau tel que décrit dans la présente invention consistant en un TPU chargé avec 5 vol.% de nanoparticules de Fer ayant un diamètre moyen de 90 nm. Surface abrasée au cutter (haut), et guérie avec un champ magnétique oscillant (bas). Le grossissement est environ 100. La est une micrographie d’une pièce telle que décrite dans la présente invention à base d’un TPU chargé avec 5 vol% de particules de fer ayant un diamètre moyen de 90 nm, obtenue par impression 3D avant et après application du procédé de l’invention ; a) : photographie de la pièce entière avant le procédé ; b): photographie de la pièce entière après le procédé ; c) : photographie au microscope optique ( 100) de la surface de la pièce avant le procédé ; d) : photographie au microscope électronique de la surface de la pièce après le procédé (surface lissée). Procédé de de correction d’un défaut d’un matériau composite comprenant les étapes suivantes : a) fourniture d’un matériau composite consistant essentiellement un polymère thermoplastique, dans lequel sont dispersées de 0,5% à 10% en volume de particules magnétiques, par rapport au volume total du matériau composite ; b) application d’un champ magnétique localisé sur tout ou partie du matériau composite de sorte à obtenir un écoulement du polymère thermoplastique ; c) arrêt du champ magnétique ; et d) refroidissement du matériau composite . Procédé selon la revendication 1 dans lequel la correction du défaut consiste en une réparation d’un matériau composite endommagé. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le polymère thermoplastique est un élastomère thermoplastique semi-cristallin à blocs segmentés. Procédé selon la revendication 3, dans lequel l’élastomère thermoplastique semi-cristallin à blocs segmentés comprend de 20 à 60% en poids de segments rigides. Procédé selon la revendication 3 ou 4, dans lequel l’élastomère thermoplastique semi-cristallin à blocs segmentés est sélectionné dans le groupe constitué des polyuréthanes thermoplastiques (TPU), des copolymères à bloc styrénique (TPS), des copolymères à bloc éther-ester (COPE), des copolymères à bloc éther-amide (PEBA), des copolymères polystyrène-polybutadiène (SBS) et leurs mélanges. Procédé selon l’une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel le champ magnétique appliqué permet d’atteindre la température d’écoulement de l’élastomère thermoplastique semi-cristallin à blocs segmentés. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel les particules magnétiques sont choisies dans le groupe constitué des particules de fer, de nickel, de cobalt, d’un oxyde de fer, d’un oxyde de cobalt, d’un oxyde de nickel et leurs mélanges. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le champ magnétique est appliqué selon une fréquence variant de 100 kHz à 20 MHz. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel l’intensité du champ magnétique varie de à 0,5 mT à 15 mT. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le champ magnétique est appliqué pendant un temps allant de 1 seconde à 5 minutes, de préférence de 5 secondes à 1 minute.