Etude de l'Ã©laboration de matÃ©riaux composites PVC/bois Ã partir de ...

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II. Optimisation des propriétés mécaniques des composites PVC/bois l’espace présent entre la fibre et la matrice. L’adhésion à l’interface est donc mauvaise, ce qui provoque le déchaussement prématuré des fibres dès que le matériau atteint un certain niveau de contraintes. En conséquence, les propriétés mécaniques des composites (module élastique, contrainte maximales et résilience) ne sont pas optimales. Echantillon n°35, 0% renfort Echantillon n°36, 20% renfort Echantillon n°37, 40% renfort Echantillon n°38, 60% renfort Figure II.28. Micrographies réalisées en microscopie électronique à balayage des faciès de rupture après choc Charpy des échantillons relatifs aux essais 35 à 38 (Tableau II.13). Grossissement : x200. Des analyses thermiques et un test d’immersion dans l’eau ont été réalisés sur ces matériaux obtenus à grande échelle afin de contrôler leur performance en condition d’utilisation extérieure. II.3.2.3. Analyses thermiques La valeur du taux de renfort ne modifie pas la transition vitreuse du matériau (Tableau II.14). Par contre, il diminue sensiblement la température de dégradation thermique de ce dernier. 106
II. Optimisation des propriétés mécaniques des composites PVC/bois N° échantillon Description T g du PVC (°C) T deg (°C) 34 PVC rigide 85,6 281,9 35 Matrice 3 85,5 271,0 36 Composite renforcé à 20% 85,3 267,4 37 Composite renforcé à 40% 85,4 265,2 38 Composite renforcé à 60% 84,9 261,6 39 Composite renforcé à 40% + modifiant choc 86,9 266,3 Tableau II.14. Température de transition vitreuse du matériau mesurée en DSC sous flux d’azote à 10°C.min -1 et température de dégradation thermique du matériau mesurée en ATG sous flux d’air pour les formulations du Tableau II.13 (incertitude de mesure = ± 0,2°C). Cette température diminue linéairement en fonction du taux de renfort (Figure II.29). 280 275 270 Tdeg (°C) 265 260 255 y = -0,152x + 270,86 R 2 = 0,9916 250 0 20 40 Taux renfort (%) 60 Figure II.29. Evolution de la température de dégradation thermique du matériau en fonction du taux de renfort. La température de dégradation thermique est mesurée en ATG sous flux d’air et correspond au début de la dégradation thermique. Une plus forte concentration de modifiant choc augmente légèrement la température de transition vitreuse mais ne modifie pas la température de dégradation thermique. II.3.2.4. Absorption et gonflement après immersion dans l’eau Comme cela a déjà été observé auparavant, plus le renfort ligno-cellulosique augmente, plus la sensibilité du matériau vis-à-vis de l’eau est élevée. Cela se traduit par un gonflement du matériau dû à une reprise d’eau (Figure II.30). De manière quantitative, la variation d’épaisseur dépasse la valeur maximale souhaitée de 2% dès 20% de renfort. Pour la variation de masse, cette valeur n’est atteinte que pour un renfort de 60%. On note que l’ajout supplémentaire de modifiant choc diminue la variation d’épaisseur mais n’influence pas la variation de masse. Enfin, on remarque que la variation d’épaisseur suit une tendance linéaire (coefficient de corrélation = 0,97) : le coefficient directeur est de 0,07 ainsi, pour chaque tranche de 20% de renfort, la variation d’épaisseur augmente de 1,4% en moyenne. Pour la 107
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