Effet du compatibilisant sur les propriétés rhéologiques des mélanges PEBD/PLA

IV.7.1 Effet sut l’Indice de fluidité

L’effet de l’ajout du copolymère EGMA sur l’indice de fluidité du mélange PEBD/PLA 60/40 est montré dans la figure IV.13. Cette figure montre que les faibles teneurs en compatibilisant (2phr et 5 phr) ont un faible effet sur la fluidité des mélanges où la valeur de l’IF passe de 6,35 g/10min, pour le mélange non compatibilisé, à 5,26 g/10min pour un taux de 5phr. La diminution devient notable à partir de 10phr en EGMA et elle atteint la plus faible valeur de 3,4 g/10min pour 20phr. Cet indice de fluidité étant une mesure indirecte de la viscosité des matériaux à l’état fondu [138], il peut être conclu que les mélanges deviennent de plus en plus visqueux lorsque le poly(éthylène-co-méthacrylate de glycidyle) est incorporé, ce qui peut être liée aux interactions interfaciales entre le poly(acide lactique), le copolymère et le polyéthylène.

Figure IV. 12: Variation de la microdureté du mélange 60/40 (PEBD/PLA) en fonction du taux de compatibilisant

IV.7 Effet du compatibilisant sur les propriétés rhéologiques des mélanges PEBD/ PLA

IV.7.1 Effet sut l’Indice de fluidité

L’effet de l’ajout du copolymère EGMA sur l’indice de fluidité du mélange PEBD/PLA 60/40 est montré dans la figure IV.13. Cette figure montre que les faibles teneurs en compatibilisant (2phr et 5 phr) ont un faible effet sur la fluidité des mélanges où la valeur de l’IF passe de 6,35 g/10min, pour le mélange non compatibilisé, à 5,26 g/10min pour un taux de 5phr. La diminution devient notable à partir de 10phr en EGMA et elle atteint la plus faible valeur de 3,4 g/10min pour 20phr. Cet indice de fluidité étant une mesure indirecte de la viscosité des matériaux à l’état fondu [138], il peut être conclu que les mélanges deviennent de plus en plus visqueux lorsque le poly(éthylène-co-méthacrylate de glycidyle) est incorporé, ce qui peut être liée aux interactions interfaciales entre le poly(acide lactique), le copolymère et le polyéthylène.

Figure IV. 12: Variation de la microdureté du mélange 60/40 (PEBD/PLA) en fonction du taux de compatibilisant

IV.7 Effet du compatibilisant sur les propriétés rhéologiques des mélanges PEBD/ PLA

IV.7.1 Effet sut l’Indice de fluidité

L’effet de l’ajout du copolymère EGMA sur l’indice de fluidité du mélange PEBD/PLA 60/40 est montré dans la figure IV.13. Cette figure montre que les faibles teneurs en compatibilisant (2phr et 5 phr) ont un faible effet sur la fluidité des mélanges où la valeur de l’IF passe de 6,35 g/10min, pour le mélange non compatibilisé, à 5,26 g/10min pour un taux de 5phr. La diminution devient notable à partir de 10phr en EGMA et elle atteint la plus faible valeur de 3,4 g/10min pour 20phr. Cet indice de fluidité étant une mesure indirecte de la viscosité des matériaux à l’état fondu [138], il peut être conclu que les mélanges deviennent de plus en plus visqueux lorsque le poly(éthylène-co-méthacrylate de glycidyle) est incorporé, ce qui peut être liée aux interactions interfaciales entre le poly(acide lactique), le copolymère et le polyéthylène.

Figure IV. 13: Variation de l’indice de fluidité du mélange 60/40 (PEBD/PLA) en fonction du taux de compatibilisant

IV.7.2 Effet sur la viscosité des mélanges PEBD/PLA en régime permanent

Les mélanges PEBD/EGMA/PLA ont été soumis à une étude rhéologique en régime permanent afin d’étudier le comportement à l’état fondu. Les courbes obtenues, qui représentent la variation de la viscosité apparente du mélange PEBD/PLA 60/40 contenant différents taux de compatibilisant en fonction de la vitesse de cisaillement, sont montrées dans la figure IV.14. Il est bien clair que la viscosité de tous les mélanges, compatibilisés ou non, diminue lorsque la vitesse de cisaillement augmente montrant un comportement rhéofluidifiant. La figure montre aussi que l’ajout d’un faible taux de l’EGMA (2phr et 5phr) n’a pas un grand effet sur la viscosité du mélange alors qu’au-delà de ces taux la viscosité du mélange augmente graduellement. Cependant, les valeurs les plus élevées de la viscosité à l’état fondu sont obtenues pour les concentrations 15phr et 20phr qui semblent être les taux optimums.

Ces résultats supportent les résultats de l’indice de fluidité mentionnés ci-dessus.

Une augmentation de la viscosité des mélanges PET/PEHD/EGMA, PET(recyclé)/PEHD/EGMA et PEBD/amidon/EGMA a été prise par Dagli et coll. [139], Figure IV. 13: Variation de l’indice de fluidité du mélange 60/40 (PEBD/PLA) en fonction

du taux de compatibilisant

IV.7.2 Effet sur la viscosité des mélanges PEBD/PLA en régime permanent

Les mélanges PEBD/EGMA/PLA ont été soumis à une étude rhéologique en régime permanent afin d’étudier le comportement à l’état fondu. Les courbes obtenues, qui représentent la variation de la viscosité apparente du mélange PEBD/PLA 60/40 contenant différents taux de compatibilisant en fonction de la vitesse de cisaillement, sont montrées dans la figure IV.14. Il est bien clair que la viscosité de tous les mélanges, compatibilisés ou non, diminue lorsque la vitesse de cisaillement augmente montrant un comportement rhéofluidifiant. La figure montre aussi que l’ajout d’un faible taux de l’EGMA (2phr et 5phr) n’a pas un grand effet sur la viscosité du mélange alors qu’au-delà de ces taux la viscosité du mélange augmente graduellement. Cependant, les valeurs les plus élevées de la viscosité à l’état fondu sont obtenues pour les concentrations 15phr et 20phr qui semblent être les taux optimums.

Ces résultats supportent les résultats de l’indice de fluidité mentionnés ci-dessus.

Une augmentation de la viscosité des mélanges PET/PEHD/EGMA, PET(recyclé)/PEHD/EGMA et PEBD/amidon/EGMA a été prise par Dagli et coll. [139], Figure IV. 13: Variation de l’indice de fluidité du mélange 60/40 (PEBD/PLA) en fonction

du taux de compatibilisant

IV.7.2 Effet sur la viscosité des mélanges PEBD/PLA en régime permanent

Les mélanges PEBD/EGMA/PLA ont été soumis à une étude rhéologique en régime permanent afin d’étudier le comportement à l’état fondu. Les courbes obtenues, qui représentent la variation de la viscosité apparente du mélange PEBD/PLA 60/40 contenant différents taux de compatibilisant en fonction de la vitesse de cisaillement, sont montrées dans la figure IV.14. Il est bien clair que la viscosité de tous les mélanges, compatibilisés ou non, diminue lorsque la vitesse de cisaillement augmente montrant un comportement rhéofluidifiant. La figure montre aussi que l’ajout d’un faible taux de l’EGMA (2phr et 5phr) n’a pas un grand effet sur la viscosité du mélange alors qu’au-delà de ces taux la viscosité du mélange augmente graduellement. Cependant, les valeurs les plus élevées de la viscosité à l’état fondu sont obtenues pour les concentrations 15phr et 20phr qui semblent être les taux optimums.

Ces résultats supportent les résultats de l’indice de fluidité mentionnés ci-dessus.

Une augmentation de la viscosité des mélanges PET/PEHD/EGMA, PET(recyclé)/PEHD/EGMA et PEBD/amidon/EGMA a été prise par Dagli et coll. [139],

Pracella et coll [140] et Pedroso et coll. [141], respectivement, comme indication d’une compatibilisation efficace des mélanges étudiés. Les auteurs ont attribués cette augmentation de la viscosité à l’état fondu à la présence de fortes interactions intermoléculaires entre le polyester et les fonctions époxy du compatibilisant.

Figure IV. 14: Variation de la viscosité apparente des mélanges PEBD/EGMA/PLA en fonction de la vitesse de cisaillement

IV.7.3 Effet du compatibilisant sur la rhéologie des mélanges PEBD/PLA en régime dynamique

L’étude de la rhéologie des mélanges PEBD/PLA 60/40 en régime dynamique a permis d’établir les courbes montrées dans les figures IV.15-IV.17. Ces courbes illustrent, respectivement, les variations du module de conservation (G'), du module de perte (G˝) et de la viscosité complexe (η*), en fonction de la fréquence angulaire, pour le mélange 60/40 PEBD/PLA compatibilisé avec diverses concentrations de l'agent compatibilisant.

D’après ces courbes, l'addition d'une petite quantité de l'agent compatibilisant conduit à une diminution dans le module de stockage, dans le module de perte et dans la viscosité complexe du mélange. Toutefois, pour des teneurs supérieures à 10phr et pour des fréquences Pracella et coll [140] et Pedroso et coll. [141], respectivement, comme indication d’une compatibilisation efficace des mélanges étudiés. Les auteurs ont attribués cette augmentation de la viscosité à l’état fondu à la présence de fortes interactions intermoléculaires entre le polyester et les fonctions époxy du compatibilisant.

Figure IV. 14: Variation de la viscosité apparente des mélanges PEBD/EGMA/PLA en fonction de la vitesse de cisaillement

IV.7.3 Effet du compatibilisant sur la rhéologie des mélanges PEBD/PLA en régime dynamique

L’étude de la rhéologie des mélanges PEBD/PLA 60/40 en régime dynamique a permis d’établir les courbes montrées dans les figures IV.15-IV.17. Ces courbes illustrent, respectivement, les variations du module de conservation (G'), du module de perte (G˝) et de la viscosité complexe (η*), en fonction de la fréquence angulaire, pour le mélange 60/40 PEBD/PLA compatibilisé avec diverses concentrations de l'agent compatibilisant.

D’après ces courbes, l'addition d'une petite quantité de l'agent compatibilisant conduit à une diminution dans le module de stockage, dans le module de perte et dans la viscosité complexe du mélange. Toutefois, pour des teneurs supérieures à 10phr et pour des fréquences Pracella et coll [140] et Pedroso et coll. [141], respectivement, comme indication d’une compatibilisation efficace des mélanges étudiés. Les auteurs ont attribués cette augmentation de la viscosité à l’état fondu à la présence de fortes interactions intermoléculaires entre le polyester et les fonctions époxy du compatibilisant.

Figure IV. 14: Variation de la viscosité apparente des mélanges PEBD/EGMA/PLA en fonction de la vitesse de cisaillement

IV.7.3 Effet du compatibilisant sur la rhéologie des mélanges PEBD/PLA en régime dynamique

L’étude de la rhéologie des mélanges PEBD/PLA 60/40 en régime dynamique a permis d’établir les courbes montrées dans les figures IV.15-IV.17. Ces courbes illustrent, respectivement, les variations du module de conservation (G'), du module de perte (G˝) et de la viscosité complexe (η*), en fonction de la fréquence angulaire, pour le mélange 60/40 PEBD/PLA compatibilisé avec diverses concentrations de l'agent compatibilisant.

D’après ces courbes, l'addition d'une petite quantité de l'agent compatibilisant conduit à une diminution dans le module de stockage, dans le module de perte et dans la viscosité complexe du mélange. Toutefois, pour des teneurs supérieures à 10phr et pour des fréquences

basses, une augmentation significative de ces propriétés rhéologiques est observée. Pour des fréquences plus élevées aucun changement significatif n'est révélé.

Une augmentation similaire dans ces grandeurs a été notée par Jafari et coll. [142] qui ont étudié le système poly(triméthylène téréphtalate)/polyéthylène basse densité linéaire avec un terpolymère contenant du méthacrylate de glycidyle comme agent compatibilisant. Les auteurs ont attribué cette augmentation au rôle que joue le compatibilisant dans la réduction de la taille de la phase dispersée et dans l’établissement de nouvelles interactions entre les constituants à l’interface, induisant ainsi un apport supplémentaire aux modules de conservation et de perte.

La figure IV.18 montre la variation de la viscosité complexe en fonction de la teneur en EGMA pour le mélange 60/40 PEBD/PLA à différentes fréquences. Il peut être remarqué que pour les basses fréquences (0,1 s-1-10 s-1) et au-dessus de 10phr de compatibilisant, la viscosité complexe est améliorée. Il est maintenant bien admis qu'une augmentation de la viscosité des mélanges implique une augmentation de la compatibilité entre les composants du mélange étudié [143].

Cependant, une diminution permanente de la viscosité complexe est observée pour les hautes fréquences. Ceci peut être lié à la destruction de certaines parties des structures qui s’étaient établies suite aux interactions interfaciales entre le terpolymère (EGMA) et les composants du mélange (PE et PLA) à cause du cisaillement élevé.

Figure IV. 15: Module de parte en fonction de la fréquence pour le mélange 60/40 PEBD/PLA compatibilisé

Figure IV. 16: Module de conservation en fonction de la fréquence pour le mélange 60/40 PEBD/PLA compatibilisé

( a)

Figure IV. 15: Module de parte en fonction de la fréquence pour le mélange 60/40 PEBD/PLA compatibilisé

Figure IV. 16: Module de conservation en fonction de la fréquence pour le mélange 60/40 PEBD/PLA compatibilisé

( a)

Figure IV. 15: Module de parte en fonction de la fréquence pour le mélange 60/40 PEBD/PLA compatibilisé

Figure IV. 16: Module de conservation en fonction de la fréquence pour le mélange 60/40 PEBD/PLA compatibilisé

( a)

Figure IV. 17: Viscosité complexe en fonction de la fréquence pour le mélange 60/40 PEBD/PLA compatibilisé

IV.8. Effet du compatibilisant sur les propriétés thermiques des mélanges PEBD/PLA