Caractérisations thermiques et structurelles des matériaux composites à base d’une matrice époxy-amine et fibres naturelles.

Abstract

Cette étude constitue une contribution à la recherche de nouveaux matériaux induisant des produits originaires des ressources naturelles végétales. Elle vise à la valorisation et à l’exploitation des fibres naturelles locales extraites de la plante d’Alfa en combinaison avec une matrice thermodurcissable (résine/époxy-amine) afin d’élaborer des matériaux composites biodégradables. Nous avons ainsi visé deux types de composites polymères : les composites polymères à fibres courtes traitées et non traitées. Nous avons traité les fibres d’Alfa par voix alcaline. Le durcissement des résines époxydes est un phénomène complexe de première importance pour l'industrie. Dans ce travail, plusieurs résultats ont été obtenus sur la fabrication et la caractérisation de résine époxyde renforcée avec la fibre d’Alfa en utilisant la DGEBA et le durcisseur IPD. Nous nous sommes intéressés particulièrement à d’adhésion de l’interface matrice/Fibre. Par ailleurs, on a choisi le traitement alcalin par la solution de NaOH. La mise en évidence de la modification a été examinée par l’analyse IRTF. L’impact du traitement sur les propriétés thermiques, chimiques et mécaniques des composites a été de même étudié. Les résultats de l’analyse spectrale IRTF ont montré que la structure de la résine a changé après le processus de réticulation. Cette modification a été montrée par la disparition de pic de groupement oxirane de la matrice époxyde située à 915 cm-1, cela est un paramètre important pour suivre le phénomène de réticulation des prépolymères époxydes avec l’agent de réticulation. L’analyse thermogravimétrique a montré que l'incorporation de fibre dans un polymère époxy a amélioré la stabilité thermique des composites, ce qui était dû à la présence de la lignine dans le matériau. Les résultats obtenus sur l’évaluation du taux d’absorption d’eau des trois échantillons, révèlent que l’introduction des fibres d’alfa traitées et non traitées augment ce paramètre. Toutefois, il est moins important pour le composite traité à la soude car on a la diminution des groupements hydroxyles. Dans le cas de l'essai de dureté, l’ajout des fibres traitées et non traitées améliore cette propriété et d’une manière remarquable avec les fibres traitées. A l’issue de cette étude et des résultats obtenus, nous pouvons dire que l’utilisation des fibres végétales locales d’alfa peuvent être un bon renfort pour les composites polymères à base d’une matrice époxy amine.