Choc

L’essai de choc Charpy permet de déterminer la résistance au choc d’un matériau, c'est-à-dire l’énergie nécessaire à sa rupture. Un mouton-pendule est utilisé pour réaliser ce type d’essai. Dans le cas du choc Charpy, le barreau à tester est placé sur deux appuis simples et est sollicité en mode flexion. Le pendule est lâché d’un angle de 150° et la mesure de l’angle de remontée après l’impact permet de calculer l’énergie de rupture.

Les essais ont été réalisés à l’aide d’une machine de choc CEAST 9050 sur des barreaux de

dimensions 80 x 10 x 4 mm3 (conformes à la norme ISO 179), obtenus par compression ou par

injection. Des pendules d’énergie 1 et 5 Joules ont été utilisés. Les barreaux ont été préalablement entaillés à l’aide d’une entailleuse manuelle ; la largeur de l’entaille est de 2 mm et le rayon de la pointe d’entaille est de 0,25 mm. Pour chaque mélange, au minimum 5 barreaux (obtenus par compression) ou 10 barreaux (obtenus par injection) ont été testés afin de vérifier la reproductibilité des essais. Tous les barreaux ont été conditionnés pendant au moins 4 jours à 20°C et 50 % d’humidité relative avant les essais de choc et les mesures ont été réalisées dans les mêmes conditions.

Dimensions : l1 = 30 mm l2 = 58 mm l3 = 75 mm L = 50 mm b1 = 5 mm b2 = 10 mm h = 2 mm r = 30 mm

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Remarque sur la reproduction de figures publiées :

Dans le présent chapitre, la Figure 10 a été reproduite avec l’autorisation de l’éditeur concerné (Elsevier).

Chapitre 3 :

Caractérisation des mélanges à l’état fondu

Dans ce chapitre, nous nous intéressons à la caractérisation des mélanges de PLA et de PHBV à l’état fondu. Dans un premier temps, nous présenterons les propriétés rhéologiques dynamiques des composants initiaux (polymères « purs »). Nous mettrons en évidence la dégradation très importante et très rapide du PHBV ainsi que l’influence de la présence d’eau dans les échantillons de PLA sur les propriétés rhéologiques.

Puis, après avoir déterminé les conditions opératoires optimales pour la réalisation des mélanges de PLA et de PHBV en mélangeur interne, nous étudierons les propriétés rhéologiques des mélanges sur toute une gamme de composition (de 0 à 100 % en poids par incréments de 10 %). En particulier, nous montrerons l’importance des interfaces sur le comportement rhéologique aux basses fréquences et donnerons une estimation de la tension interfaciale entre les deux polymères pour une composition de mélange, en utilisant le modèle de Palierne. Les propriétés rhéologiques de mélanges ternaires PLA/PHBV/Lotader GMA seront également abordées.

Enfin, la dernière partie sera consacrée à la réalisation des mélanges par extrusion bi-vis et à l’évolution de différents paramètres expérimentaux lors des essais d’extrusion. Une comparaison des deux procédés de mélange à l’état fondu (mélangeur interne et extrusion bi-vis) sera également réalisée en utilisant le critère de l’énergie mécanique spécifique.

I. Etude des propriétés rhéologiques des composants initiaux

Le PHBV et le PLA ont certaines propriétés spécifiques telles qu’une stabilité thermique réduite et une sensibilité importante à l’humidité. Dans un premier temps, les propriétés rhéologiques des polymères « purs » ont été étudiées afin de déterminer les conditions opératoires adéquates pour la réalisation des mélanges et les précautions nécessaires à prendre avant et pendant l’étude de leurs propriétés. En outre, la connaissance des propriétés des composants initiaux est nécessaire pour interpréter correctement les résultats obtenus pour les mélanges.

La méthodologie précise suivie pour la réalisation des essais rhéologiques est décrite dans le Chapitre 2, Partie III.1. Les disques utilisés pour les différents essais de cette partie ont été préparés par compression hydraulique à 180°C de granulés de PHBV et de PLA n’ayant subi aucune étape de mise en œuvre préalable.

I.1. PHBV