| Titre : | Élaboration et étude physique, mécanique, et dynamique mécanique de composites polymériques à base de fibres naturelles |
| Auteurs : | Hamza Chelali, Auteur ; Ahmed Meghezzi , Directeur de thèse |
| Type de document : | Thése doctorat |
| Editeur : | Biskra [Algérie] : Faculté des Sciences Exactes et des Sciences de la Nature et de la Vie, Université Mohamed Khider, 2024 |
| Format : | 1 vol. (127 p.) / ill., couv. ill. en coul / 30 cm |
| Langues: | Français |
| Langues originales: | Français |
| Mots-clés: | polyester insaturé, époxy, PVC, composites hybrides, DMA, fibre de palmier dattier, écorce d’orange, noix d’olive, cosses de petits pois, le renforcement des polymères. |
| Résumé : |
Le présent travail rentre dans le cadre de la valorisation des déchets naturels en les incorporant dans des matériaux fréquemment utilisés et ayant comme objectif l’élaboration de composites à matrice polymère et à renfort naturel unique et hybride avec et sans traitement de modification chimique. Dans tout ce qui suit, le taux de charge a été fixé à 10% de la masse des composites, ainsi des études par DRX et FTIR ont été effectuées sur toutes les fibres utilisées dans le but de mesurer la cristallinité et de comparer l’efficacité des différents traitements chimiques. Deux matrices thermodurcissables ont été étudiées qui sont la résine polyester insaturé (RPI) et un polyépoxyde (EPO) de type Bisphénol A Diglycidyl éther (DGEBA) en fabriquant des composites hybrides et d’autres à renfort unique avec différentes proportions contenant la fibre des folioles de palmier dattier mercerisée (DPLFmer), le grignon d’olive (NO) et la poudre des écorces d’oranges (EO), avec un intérêt particulier donné à l’étude de l’interférence des extraits de fibres sur le processus de réticulation de la RPI qui a permis d’identifier les EO comme inhibiteur naturel de réticulation. Le chlorure de polyvinyle plastifié (PVC) a été également étudié comme matrice thermoplastique en réalisant des composites hybrides et à renfort unique en utilisant le marc de café (MC) et la DPLF modifiée par différents types de traitements chimiques, ainsi que des fibres naturelles non traitées qui sont les NO, EO, cosses de petits pois (PP) et la poudre des écorces de bananes (BNA). Des essais de traction, de dureté et la microscopie électronique à balayage (MEB) ont été faits sur l’ensemble des composites fabriqués avec des tests DMA sur les composites RPI et EPO, ces tests ont démontrés l’efficacité de l’hybridation dans certaines formulations, et l’identification des meilleures traitements chimiques de modification de surfaces de la DPLF qui concorde avec la matrice PVC. |
| Sommaire : |
Remerciements .......................I Résume ....................................... II Sommaire .......................III Liste des figures ................................ V Liste des tableaux ........................................ VII Liste des abréviations ................................VIII Introduction générale .......................................XI Chapitre I: Généralités sur les polymères I.1. Généralité sur les polymères................................ 6 I.1.1 Définition d’un polymère .................................. 6 I.1.2 Types de polymères................................................ 6 I.1.3 Classification des polymères ............................. 6 I.1.3.1 Classification selon l’architecture.......................... 7 I.1.3.2 Classification selon la source ............................ 8 I.1.3.3 Classification selon le comportement thermique .................. 9 I.1.4 Les réactions de polymérisation ........................ 10 I.1.4.1 Polymérisation par étapes............................... 10 I.1.4.2 Polymérisation en chaine............................... 10 I.1.4.2 Polymérisation radicalaire .................................. 10 I.1.5 Quelques Propriétés des polymères .................. 11 I.1.5.1 Propriétés physiques................................... 11 I.2 Les polymères .................................................... 16 I.2.1 la résine polyester insaturée........................................ 16 I.2.2 la résine époxy .............................17 I.2.3 Le polychlorure de vinyle (PVC) ........................ 18 Référence ..................................................... 20 Chapitre II: Généralités sur les fibres naturelles, les fibres utilisées II.1. Généralités sur les fibres naturelles ........................ 23 II.1.1 Introduction ............................. 23 II.1.2 Classification des fibres naturelles .................. 23 II.1.3 Composition de la fibre naturelle ........... 24 II.1.3.1 La cellulose.................................................. 24 II.1.3.2 L’hémicellulose ......................................... 27 II.1.3.3 La lignine........................................................ 27 II.2 Modification chimique des fibres naturelles ................ 28 II.2.1 Mercerisation............................................. 29 II.2.2 Silanisation ........................................ 30 3- Les fibres naturelles utilisées.................................... 32 II.3.1 Fibre de feuilles de palmier dattier (DPLF) .................. 32 II.3.1.1 Composition chimique des folioles DPLF ........... 33 II.3.2 Fibre des noix d’olive ............................................. 34 II.3.2.1 Composition chimique des noix d’olive .............................. 34 II.3.3 Les écorces d’orange............................... 35 II.3.4 Les cosses de petits pois........................................ 36 II.3.4 Le marc du café ............................................... 36 II.3.4 L’écorce de banane ....................... 37 Référence .................................................. 38 Chapitre III: Matériaux et techn Introduction.......................................... 43 III.1 Matériaux utilisés ......................... 43 III.1.1 La résine polyester insaturée RPI............... 43 III.1.2 Le chlorure de polyvinyle PVC ...................... 45 III.1.3 La résine époxy ........................................... 45 III.1.4 L’hydroxyde de sodium.................................. 46 III.1.5 Le (3-triméthoxysilyl) propyl méthacrylate (silane A174) ....... 46III.1.6 Le (3-Mercaptopropyl) triméthoxysilane (silane A189) ........... 47 III.1.7 Autres réactifs ........................ 48 III.2 Techniques Expérimentales ..................... 48 III.2.1 Préparation de la fibre des folioles du palmier dattier (DPLF) . 48 III.2.1.1 Mercerisation de la DPLF................. 49 III.2.1.2 Silanisation de la DPLF ......................... 50 III.2.1.3 Blanchiment de la DPLF....................... 50 III.2.2 Préparation des fibres de NO, des EO, PP et BNA.........51 III.2.3 Préparation du marc de café (MC) .................... 51 III.2.4 Procédés de mise en œuvre des composites ... 53 III.2.4.1 Les composites à matrice de résine polyester insat 53 III.2.4.2 Les composites à matrice de polychlorure de vinyle (PVC)54 III.2.4.3 Les composites à matrice polyépoxyde (Epoxy) ................ 58 III.3 Techniques de caractérisations........... 60 III.3.1 Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier IRTF......... 60 III.3.2 Diffractométrie des rayons X....................... 61 III.3.3 Détermination des propriétés de durcissement ........... 62 III.3.4 Analyse morphologique par MEB et EDXS.................... 63 III.3.5 Tests mécaniques............................................ 64 III.3.6 Analyses thermiques par DSC et ATG /DTG ................ 65 III.3.6.1 La calorimétrie différentielle à balayage (DSC) ..... 66 III.3.7 Analyse dynamique et mécanique (DMA) .................... 67 III.3.8 Absorption d’eau ......................... 69 Références............................... 70 Chapitre IV: Résultats et discussion Introduction............................ 72 Partie A : Caractérisation des fibres naturelles utilisées .......... 72 A.1 Caractérisation de la fibre DPLF modifiée chimiquement ........... 72 A.1.1 Etude par DRX ... 72 A.1.2 Etude par FTIR....................... 74 A.1.3 La spectroscopie des rayons X à dispersion d'énergie (EDX) de la DPLF traitée par silane. ................................................ 76 A.2 Caractérisation des fibres utilisées avec les matrices thermodurcissables ................................... 77 A.2.1 Etude par DRX ........................ 77 A.2.2 Etude par FTIR....................................... 79 A.3 Caractérisation des fibres utilisées dans les composites à matrices PVC .......................................... 80 A.3.1 Etude par DRX ............................... 80 A.3.2 Etude par FTIR...................................... 81 Partie B : Caractérisation des composites à matrice polyester insaturé . 82 B.1 Interférence de la DPLFNT, l’EO et les NO dans le processus de réticulation . 82 B.2 Les essais de traction ....................... 84 B.3 Etude morphologique............................. 88 B.4 Analyse thermogravimétrique ATG et DSC............ 92 B.5 Analyse DMA....................................... 96 B.6 L’absorption d’eau.................................... 100 Partie C : Caractérisation des composites à matrice Epoxy.......102 C.1 Les essais de traction .................................. 102 C.2 Analyse DMA.................................................. 107 C.3 L’absorption d’eau................................ 110 Partie D : Caractérisation des composites à matrice PVC ... 112 D.1 Les essais de traction ................................ 112 D.2 Etude morphologique ......................... 117 D.3 L’absorption d’eau.......................................... 120 Références................................... 122 Conclusion générale............................. 125 |
| Type de document : | Thése doctorat |
| En ligne : | http://thesis.univ-biskra.dz/id/eprint/6559 |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| TCH/113 | Théses de doctorat | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
