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 - la valeur du module élastique double : 6,0 GPa contre 2,7 GPa, - la contrainte maximale augmente de 66,4 MPa à 80,8 MP (+22%), - la déformation à la rupture chute drastiquement en dessous de 2%. La comparaison des résultats pour les composites fait apparaître que l’ajout d’amino-silane (échantillon n°10) et de PMPPIC (échantillon n°11) sont les seuls traitements entraînant à la fois une hausse du module élastique (+11% et +6% respectivement) et de la contrainte maximale (+29% et +24% respectivement) par rapport à leur formulation de référence sans traitement (échantillon n°08). Contrainte maximale (MPa) Module élastique (GPa) 7 6 5 4 3 2 1 0 100 80 60 40 20 0 2,7 5,9 6,0 5,6 5,1 MAPP Amino-silane PMPPIC Soude 07 09-08 10-08 11-08 12-13 79,9 76,9 80,8 66,4 45,6 MAPP Amino-silane PMPPIC Soude 07 09-08 10-08 11-08 12-13 (a) (b) Déformation à la rupture (%) 15% 3% 2% 1% 0% Pas de rupture 1,6% MAPP 1,7% mino-silane A 1,8% 1,9% 07 09-08 10-08 11-08 12-13 PMPPIC Soude (c) Figure II.6. Module élastique (a), contrainte maximale (b) et déformation à la rupture (c) en flexion trois points des formulations du Tableau II.2. Chaque essai (barre de gauche) est présenté en comparaison à 76
II. Optimisation des propriétés mécaniques des composites PVC/bois sa formulation de référence sans traitement (barre de droite). L’échantillon n°07 correspond à la référence commerciale PVC. Le traitement alcalin (échantillon n°12) présente les meilleures propriétés intrinsèques, même si le module élastique n’augmente pas par rapport à la formulation sans traitement. A l’opposé, l’ajout de MAPP (échantillon n°09) diminue les propriétés mécaniques du composite comme ce qui a déjà été observé dans la littérature. Enfin, d’après le Tableau II.3, la même formulation composite réalisée à partir de fibres non traitées, préparée selon le procédé B (échantillon n°13) présente de meilleures propriétés mécaniques que celles obtenues selon le procédé A (échantillon n°08). Ainsi, le mélange du compound polymère encore chaud avec les fibres de bois favoriserait une meilleure dispersion et agglomération des fibres au sein de la matrice, ce qui permet un travail mécanique plus facile lors de l’extrusion puis de l’injection. Procédé A Echantillon n°08 Procédé B Echantillon n°13 Module élastique (GPa) 5,3 ± 0,2 6,1 ± 0,2 Contrainte maximale (MPa) 62,1 ± 7,0 73,0 ± 4,6 Déformation à la rupture (%) 1,6 ± 0,1 1,5 ± 0,1 Tableau II.3. Influence du procédé de mélange sur les propriétés mécaniques en flexion trois points du matériau. Après avoir testé les matériaux en flexion trois points, il est nécessaire de connaître leur résistance à l’impact, propriété très importante pour le secteur du bâtiment. II.1.3.3. Résistance à l’impact La résistance à l’impact a été mesurée sur des éprouvettes non normalisées, obtenues par injection, de dimension 80x10x4 mm. Pour chaque formulation, dix éprouvettes non entaillées ont été testées en choc Charpy (Figure II.7). Le protocole de ce test est présenté dans la Partie Expérimentale. On constate que, quel que soit le traitement utilisé, l’ajout de fibres végétales diminue drastiquement la résistance à l’impact du matériau : la résilience est divisée par trois (comparaison des formulations avec l’échantillon n°07) ce qui est comparable aux résultats de la littérature[9, 15, 22]. 77
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