Élaboration et propriétés des composites polypropylène recyclé/fibres de bambou

Elaboration and properties of recycled polypropylene/bamboo fiber composites

Laboratoire Propriétés – Architectures des Alliages et Mélanges (P-2AM), EA4626, Conservatoire National des Arts et Métiers (CNAM), 292 rue Saint Martin, 75003, Paris, France
e-mail : phuong.nguyen_tri@cnam.fr; alain.guinault@cnam.fr; cyrille.sollogoub@cnam.fr

Reçu : 20 Juin 2011
Accepté : 22 Novembre 2011

Résumé

Cette étude présente des résultats obtenus sur l’élaboration de composites à base de polypropylène recyclé renforcé par des fibres végétales (fibres de bambou), fabriqués à l’aide d’une extrudeuse double vis modulaire pour produire un composite sous forme de granulés transformables. L’effet de la teneur en fibres de bambou, du compatibilisant et des méthodes de traitement chimique de la surface des fibres sur les propriétés mécaniques et rhéologiques du composite a été étudié. Nous avons montré que le traitement avec la soude enlève les impuretés et augmente la rugosité de surface des fibres, ce qui entraîne une meilleure adhésion des fibres dans la matrice polymère. Les composites fibres de bambou acétylées/polypropylène recyclé présentent de meilleures propriétés mécaniques, dues au greffage de groupes acétyles sur la surface des fibres et donc à l’amélioration de la compatibilité entre les fibres de bambou et la matrice polymère. Les propriétés rhéologiques des composites à différents taux de fibres de bambou et pour différentes méthodes de traitement de surface sont également analysées. Les facteurs prédominants qui influencent les propriétés des composites sont identifiés.

Abstract

This study presents results on the development of composites based on recycled polypropylene reinforced with natural fibers (bamboo fibers). These composites were obtained using a modular twin screw extruder, producing processable pellets of composites. The effect of the fiber content of bamboo, the presence of a compatibilizer, the chemical treatment of the fiber surface on mechanical and rheological properties of the composites was studied. We show that treatment by sodium hydroxide removes impurities and increases the surface roughness of the fibers, resulting in better adhesion of the fibers with the polymer matrix. Recycled polypropylene/acetylated bamboo fibers composites have better mechanical properties, due to the grafting of acetyl groups on the fiber surface and thus improving the compatibility between the bamboo fibers and the polymer matrix. The rheological properties of composites at different rates of bamboo fibers and with different methods of surface treatment are also discussed. The predominant factors that influence the properties of composites are identified.