Développement d'un nanocomposite constitué de polyéthylène linéaire à basse densité (LLDPE) et d'argile: paramètres de fabrication et propriétés mécaniques en traction

• Main Author: Trudel, Carl
• Format: Others
• Published: École de technologie supérieure 2011
• Online Access: http://espace.etsmtl.ca/935/1/TRUDEL_Carl.pdf; http://espace.etsmtl.ca/935/2/TRUDEL_Carl%2Dweb.pdf

Il fut déjà déterminé par le passé que les matrices thermoplastiques renforcées par des nano charges, à de faibles concentrations, augmentent en quasi-totalité les propriétés mécaniques. De tels résultats ne sont possibles que lorsqu’une bonne dispersion est atteinte, en l’occurrence correctement intercalée/exfoliée pour des renforts lamellaires argileux. Pour y arriver, le contrôle de l’ensemble des caractéristiques de mise en forme doit être réalisé afin de produire un nanocomposite à matrice polyoléfine plus performante. La présente étude vise à caractériser l’influence de celle-ci en analysant les propriétés en traction des nanocomposites à polyéthylène linéaire à basse densité (LLDPE)/argile. Utilisant un extrudeur à double vis co-rotative muni d’un dévidoir à vitesse variable, les paramètres suivants ont été observés : teneur en argile et en agent compatibilisant, vitesse de rotation, débit d’entrée et température de mélange. À la suite des tests de traction respectant la norme ASTM D-638-10 et d’une analyse par la DRX, les conditions de mise en forme optimales offrant un bon équilibre entre efforts de cisaillement et diffusion des chaînes de polymères entre les lamelles de Montmorillonite ont été déterminées. À 150 TPM sous une température de 170°C, un débit d’entrée de 1.2 kg/h, une teneur en Fusabond® M603 à 2% massique et en argile de 3% massique, l’ensemble des propriétés en traction a été augmenté. Pour une densification du composite relativement faible, des augmentations de 11.5, 7.4, 37.5 et 14.6% ont été observées pour la contrainte ultime, l’élongation à la rupture, le module d’élasticité et la limite à l’écoulement respectivement. Un fait important, la rigidité des nanocomposites croît linéairement avec la teneur en argile et peut atteindre un accroissement de 135% pour une teneur en argile de 16%.