Fibre de basalte : un nouveau matériau écologique haute performance, ses produits et ses applications

matériau en fibres de basalteLa fibre de basalte possède de nombreuses applications. Comment est-elle produite ? Il s'agit d'une fibre continue obtenue par étirage à grande vitesse de la roche basaltique après fusion à une température de 1 450 °C à 1 500 °C à travers une filière en alliage platine-rhodium. La fibre de basalte est de couleur brune ou dorée. C'est un nouveau type de fibre inorganique, écologique et performante. Matériau novateur du XXIe siècle, elle est respectueuse de l'environnement et non polluante, et figure parmi les quatre principales fibres haute performance utilisées en Chine. La fibre de basalte présente d'excellentes propriétés en termes de résistance, de tenue aux hautes et basses températures, de résistance à la corrosion, d'isolation thermique et acoustique, et de résistance au feu. Chimique et l'isolation électrique.

Mèche de fibres de basalte

Il s'agit d'un faisceau assemblé par combinaison de plusieurs filaments parallèles ou de filaments parallèles uniques sans torsion. La résistance à la traction du roving de 7 à 13 μm est ≥ 0,65 N/tex, le module d'élasticité est ≥ 95 GPa et l'allongement à la rupture est ≥ 2,6 %. Fibre de basalte Ce matériau présente non seulement une résistance mécanique, un module d'élasticité et une résistance aux chocs élevés, comparables à ceux de fibres de haute technologie telles que le PPTA (poly(p-phénylène téréphtalamide)) et l'UHMWPE (polyéthylène à ultra-haut poids moléculaire), mais aussi une excellente résistance aux hautes températures et à la lumière. De plus, son adhérence à la résine est particulièrement forte. Par conséquent, les mèches de basalte de différentes spécifications peuvent être utilisées pour le tissage, l'enroulement et le tressage de préformes de matériaux composites variés.

Fil textile en fibre de basalte

Il s'agit d'un fil formé par le retordage et le retressement de plusieurs filaments de fibres de basalte, le diamètre du monofilament étant généralement ≤ 9 μm. Les fils textiles peuvent être classés en deux grandes catégories : les fils à tisser et les fils destinés à d'autres usages industriels ; les fils à tisser se présentent principalement sous forme de bobines tubulaires et de bobines coniques.

Fibres de basalte à brins coupés

Il s'agit d'un produit obtenu par découpage de filaments continus de fibres de basalte. Ces fibres sont enduites d'un agent d'encollage (silane). De ce fait, les fibres de basalte coupées constituent le matériau de choix pour le renforcement des résines thermoplastiques et le meilleur matériau pour le renforcement du béton. Le basalte est un composant de roche volcanique haute performance. Ce silicate particulier confère aux fibres de basalte une excellente résistance chimique, notamment aux alcalis. Par conséquent, les fibres de basalte représentent un excellent matériau de remplacement du polypropylène (PP) et du polyacrylonitrile (PAN) pour le renforcement du béton de ciment ; elles constituent également une alternative très compétitive aux fibres de polyester, de lignine, etc., dans le béton bitumineux, permettant d'améliorer la stabilité à haute température, la résistance à la fissuration à basse température et la résistance à la fatigue de ce dernier.

Fil texturé en fibre de basalte

Le fil de fibres de basalte est transformé à l'aide d'une machine de texturation haute performance afin d'obtenir un fil texturé. Le principe de formation est le suivant : un flux d'air à grande vitesse pénètre dans le canal de texturation, créant des turbulences. Ces turbulences dispersent les fibres de basalte, leur permettant de former des boucles et de donner ainsi du volume au fil texturé.

Tissu en fibres de basalte, également connu sous le nom de Tissu tissé en fibres de basalte

Ce tissu est tissé à partir de fibres de basalte haute performance après des procédés tels que le retordage et l'ourdissage. Le tissu en fibres de basalte est un tissu haute performance aux propriétés exceptionnelles : grande résistance, texture uniforme, surface plane et possibilité de diverses techniques de tissage. Il peut être tissé en tissus légers, fins et respirants, ou en tissus épais, rigides et très résistants. Parmi les tissus en fibres de basalte les plus courants, on trouve la toile, le sergé, le satin, la double trame et le ruban.

Feutre aiguilleté en fibre de basalte

Les fibres de basalte coupées sont cardées, puis la couche de feutre ainsi obtenue est renforcée et mélangée à une trame par aiguilletage ou hydroenchevêtrement pour former un ensemble homogène. Elle est ensuite imprégnée et séchée pour obtenir le feutre aiguilleté fini (le post-traitement peut être omis).

Composites de fibres de basalte

Comparée aux fibres de haute technologie telles que la fibre de carbone, l'aramide et le polyéthylène à ultra-haut poids moléculaire (UHMWPE), la fibre de basalte possède non seulement la haute résistance et le module d'élasticité élevés de ces dernières, mais aussi d'excellentes propriétés : bonne résistance aux hautes températures (-269 °C à 760 °C), à l'oxydation et aux radiations, isolation thermique et acoustique, bonne filtration, résistance élevée à la compression et au cisaillement, et adaptabilité à une utilisation dans divers environnements, avec un excellent rapport coût-efficacité. Matériau inorganique non métallique naturel, la fibre de basalte est un nouveau matériau de base et une fibre de haute technologie répondant aux besoins de développement des industries fondamentales de l'économie nationale. La fibre de basalte et ses composites répondent mieux aux exigences des matériaux de structure dans des domaines tels que la défense nationale, les transports, le bâtiment, la pétrochimie, la protection de l'environnement, l'électronique, l'aéronautique et l'aérospatiale, jouant un rôle important dans la promotion de la défense nationale, des grands projets et de la modernisation de la structure industrielle. Il s'agit à la fois d'un matériau écologique répondant aux exigences environnementales du XXIe siècle et d'un secteur des nouveaux matériaux compétitif, synonyme de développement durable dans le domaine des fibres de haute technologie à l'échelle mondiale. La Chine, en particulier, possède déjà des droits de propriété intellectuelle indépendants sur la technologie et le procédé de fabrication de la fibre de basalte et a atteint un niveau de leadership international grâce à un avantage concurrentiel. Par conséquent, le développement dynamique de la fibre de basalte et de son industrie des matériaux composites revêt une importance capitale.

Application de la fibre de basalte dans les vêtements fonctionnels

Le tissu en fibres de basalte présente une résistance élevée, une ignifugation permanente, supporte des températures supérieures à 1000 °C pendant une courte période et peut être utilisé durablement dans un environnement à 760 °C, ce qui en fait un substitut idéal aux tissus d'amiante et de fibre de verre. Ce tissu offre une résistance élevée à la rupture et aux hautes températures, ainsi qu'une ignifugation permanente. Il constitue une alternative économique aux fibres techniques et performantes telles que le Nomex (Aramide 1313), le Kevlar (Aramide 1414), le Zylon (fibre PBO) et la fibre de carbone. Après teinture et apprêt chimiques, le tissu en fibres de basalte peut être teint et imprimé. Un apprêt fonctionnel, tel qu'un apprêt organofluoré, lui confère des propriétés oléofuges, hydrofuges et ignifuges permanentes. Les vêtements pouvant être fabriqués à partir de tissu en fibre de basalte comprennent : les tenues d’intervention des pompiers, les combinaisons d’isolation thermique, les combinaisons de proximité, les vêtements de protection pour les ouvriers de four, les vêtements de travail de soudage et les combinaisons ignifuges pour les équipages de véhicules blindés militaires, etc.