Effets de cycles d'extrusion repetes et de la thermooxydation sur la structure et les proprietés de composites polypropylenefarine de bois

Abstract

Cette presente étude vise a examiner les effets de cycles d'extrusion repetes et de la thermooxydation sur la structure et les proprietes de composites polypropylene (PP) /farine de bois (FB), en absence et en presence du terpolymere de l'acrylate de butyle glycidyl methacrylate d'ethylene (EBAGMA) utilise comme agent compatibilisant. Les melanges de base (PP, PP/FB (80/20) et PP/FB/EBAGMA (80/20/10)) ont ete prepares par extrusion bi-vis dans les memes conditions (T=190° C, E= 30 tr/min et t=10 min). Une partie des extrudats obtenus a ete soumise a une succession de cycles d'extrusion dans un Brabender fonctionnant a T=190°C, E=30 tr/min pendant t=10 min. L'autre partie est exposee en thermooxydation dans une etuve a circulation d'air a 130°C pendant trois mois. La degradation des echantillons a ete evaluee a travers le suivi des changements induits sur la structure moleculaire, la morphologie, la rheologie et les proprietes thermiques et mecaniques. Pour la premiere partie, les resultats ont montre que la presence de la farine de bois apporte une stabilite aux materiaux composites lors de l'operation de recyclage. Cet effet est meilleur pour les echantillons composites compatibilises. En effet, apres six cycles d'extrusion repetes, les proprietes a la fois du composite vierge et compatibilise n'ont pas ete affectes significativement par rapport a la matrice PP. De plus l'analyse de la morphologie par MEB indique une meilleure dispersion de la FB dans la matrice PP, et plus d'adhesion entre les differents composants. Ceci pourrait etre attribue au role de stabilisant thermique de la lignine qui agit en piegeur de radicaux. Par contre, l'etude confirme qu'apres le premier cycle d'extrusion, la structure moleculaire et les proprietes du PP ont diminue d'une maniere drastique en raison du phenomene de scission de chaine. Dans la seconde partie, les resultats ont montre des changements dans la structure moleculaire des composites ainsi que celle de la matrice PP. Ceci en raison de la predominance des reactions d'oxydation, ce qui a ete verifie par les mesures rheologiques. Suite a cette evolution de la structure au cours de l'exposition a la thermooxydation, les proprietes mecaniques des composites et de la matrice PP se voient en baisse. Toutefois, celles des composites sont moins affectees. L'analyse thermogravimetrique (ATG), a montre également, que les composites ainsi que la matrice PP sont moins stables apres 2160h d'exposition a une T=130°C. Cependant le composite PP/FB/EBAGMA, semble être le moins affecte après vieillissement. Ceci peut être du a la présence de la farine de bois dont l’adhésion est amelioree grace aux interactions entre les groupements d'oxydation formes et la FB, le PP et l'EBAGMA. Cependant, il semblerait que cette présence n'a pas le même ordre d'effet en milieu fondu qu'en milieu solide. En conclusion, ces résultats montrent clairement que les composites, vierge et compatibilise, presentent de grandes potentialités en termes de recyclage multiple. Ceci contribuera surement a la fois a des gains économiques et a la préservation de l'environnement.