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Élaboration, procédé et caractérisation des composites renforcés avec haute teneur en fibre de cellulose

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Ben Jmeaa, Abdelmajid (2019). Élaboration, procédé et caractérisation des composites renforcés avec haute teneur en fibre de cellulose. Mémoire. Rouyn-Noranda, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue, École de génie, 138 p.

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Résumé

L'utilisation des fibres papetières recyclées par l’industrie plastique présente une alternative prometteuse qui permet à la fois de réduire l’impact économique et l’impact environnemental. L’utilisation des fibres naturelles permet d’améliorer plusieurs propriétés des polymères (i.e. mécaniques). Néanmoins, une diminution de certaines propriétés clés (i.e. physiques) est observée. D’autres part, l’utilisation de la cellulose, un composé hautement cristallin, dans les composites pourrait générer des effets bénéfiques sur le comportement mécanique et sur la stabilité thermique et dimensionnelle. Grace à ces dernières, l’utilisation de la cellulose peut aider pour surmonter les difficultés du moulage par injection avec des pourcentages en fibres naturelles au-delà de 40%. L’objectif général du projet est le moulage par injection du polypropylène renforcé avec haute teneur en fibres de cellulose. L’évaluation de l’effet d’un lubrifiant sur les composites hautement chargés en fibres de cellulose, ainsi que l’étude de l’effet du type et de la teneur en cellulose sur le procédé de mise en forme de ces composites sont effectuées. Deux types de celluloses, les fibres kraft et la cellulose microcristalline (MCC), font l’objet de cette étude. Les effets de la nature, de la teneur en cellulose et du lubrifiant sur la stabilité thermique, la stabilité dimensionnelle et sur le comportement mécanique ont été étudiés. Un procédé en deux étapes, l’extrusion des granules suivie par l’injection des éprouvettes a été menée. Les résultats suggèrent que les fibres papetières kraft donnent des composites plus performants en terme de résistance mécanique mais la MCC donne des composites avec une meilleure stabilité thermique et dimensionnelle. Aussi, l’ajout des fibres de cellulose à des pourcentages allant jusqu’à 70% augmente de 5 fois la résistance en traction et en flexion des composites par rapport au PP pur, tandis qu’une diminution importante de la ténacité est observée. L’ajout de la glycérine (lubrifiant biosourcé) n’a pas un effet significatif sur les propriétés mécaniques. Par contre, il augmente l’absorption d’eau. De même, il a provoqué une diminution de la viscosité à 180 °C mais pas à 210 °C parce qu’il se dégrade.

Type de document: Thèse (Mémoire)
Directeur de mémoire/thèse: Migneault, Sébastien
Co-directeurs de mémoire/thèse: Koubaa, Ahmed
Mots-clés libres: Composites bois-polymère, kraft, cellulose microcristalline, rhéologie capillaire, TGA, caractérisation.
Divisions: Sciences appliquées > Maîtrise en ingénierie
Date de dépôt: 31 juill. 2019 13:06
Dernière modification: 31 juill. 2019 13:06
URI: http://depositum.uqat.ca/id/eprint/827

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