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Optimisation des propriétés mécaniques de matériaux polymériques par les mélanges et effet bénéfique du vieillissement thermique

Optimization of polymeric materials mechanical properties by blends and beneficial effect of thermal aging

Laboratoire d’Energétique Mécanique et Matériaux LEMM, Université Mouloud Mammeri, Tizi-Ouzou, Algérie

^* e-mail: ouibrah@gmail.com

Reçu : 19 Juin 2019
Accepté : 9 Janvier 2020

Résumé

On cherche ici les propriétés mécaniques optimales de matériaux polymériques par mélangeage mécanique de deux polypropylènes et leur amélioration sous l’effet du vieillissement thermique. Ces mélanges de polypropylène homopolymère (PPH) et de polypropylène copolymère (PPC) sont élaborés sans additif ni compatibilisant. Leurs températures de fusion et leurs indices de fluidité sont déterminés par caractérisation physico-chimique. Les valeurs trouvées suggèrent l’injection comme procédé d’élaboration. Les caractérisations chimique et mécanique ont mis en évidence d’une part, la miscibilité des deux polymères et, d’autre part, des propriétés mécaniques intéressantes des deux polymères. Le PPH présente une bonne résistance à la traction avec un grand allongement à la rupture, mais une faible résistance aux chocs. Le PPC manifeste une bonne résistance aux chocs avec une faible contrainte limite élastique et un faible allongement à la rupture. L’introduction de 30 % de PPC dans la matrice PPH conduit, relativement au PPH, à accroître de 94 % la résistance aux chocs pour une diminution de 6 % seulement de la contrainte limite élastique et du module d’élasticité, l’allongement à la rupture restant égal à celui du PPH. Le vieillissement thermique accéléré améliore la rigidité et la contrainte limite élastique, mais diminue la résilience et l’allongement à la rupture.

Abstract

We show here the improvement of the mechanical properties of polymeric materials through the mechanical blending of two polypropylenes and the influence of thermal aging on their evolution. These polypropylene homopolymer (PPH) and polypropylene copolymer (PPC) blends are made without any additive and compatibilizer. Their melting temperatures and their melt flow indexes are determined by physical characterization. The values found suggest injection as a way of elaboration. The physical-chemical and mechanical characterizations revealed on one hand, the miscibility of the two polymers and, on the other hand, interesting mechanical properties of the two polymers. PPH has good tensile strength with high elongation at break but has low impact resistance. PPC exhibits good impact resistance with low yield stress and low elongation at break. Compared to PPH, the introduction of 30% PPC in the PPH matrix leads to increase the impact resistance by 94% and to reduce the elastic limit stress and the elasticity modulus by 6% the elongation at break remains equal to that of the PPH. Accelerated thermal aging improves stiffness and yield stress, but decreases impact resistance and elongation at break.