Elaboration compatibilisation et caractérisation de systèmes nanocomposites à base de polyoléfine/polyamide66/charge

Abstract

Le présent travail porte sur l’effet de l’incorporation d’une charge minérale nanométrique à savoir le carbonate de calcium brute et traitée sur les comportements thermique, mécaniques et morphologiques des systèmes composites. L’objectif est de combiner à la fois les avantages d’une charge renforçante et du compatibilisant PP-g-MAH. Il s’agit d’aboutir à des matériaux ayant des propriétés mécaniques élevées aussi bien en terme de rigidité qu’en terme de ductilité et de résistance aux chocs. La stratégie est d’améliorer la compatibilité en utilisant d'agents interfacial et des particules minérales modifiées en surface et de profiter pleinement des avantages des deux polymères (le Polypropylène et le polyamide 66). Le choix de l’agent de couplage a été fait dans le but de créer des sites actifs superficiels sur les particules minérales capables de former des liaisons intenses avec la matrice polymérique. L’investigation a porté sur des composites à base de (PP/PA66), initialement incompatibles et de particules de carbonate de calcium (CaCO3) nanométriques traitées par un l'acide stéarique. Le but étant d’étudier les relations entre la morphologie et les propriétés thermique, structurales et mécaniques des composites. L’étude du dépôt de l’agent de couplage sur la surface du carbonate de calcium a été faite par spectroscopie infrarouge à transformer de Fourier (IRTF). La caractérisation a permis de mettre en évidence le traitement appliqué à la surface du solide, cette même technique nous a permis de tirer des informations concernant la localisation des groupements des différents mélanges étudiés. L’étude des propriétés mécaniques montrent des comportements typiques des matériaux hybrides organique-inorganique, l’introduction de la charge modifiée et non modifiée a permis d’améliorer la rigidité des composites. En outre l’utilisation des compatibilisants ont permis d’améliorer l’adhésion interfaciale des phases en présences en donnant des propriétés mécaniques supérieures a celles des mélanges purs. L'étude par analyse thermogravimétrique (ATG) montre le déplacement des températures du début et de fin de dégradation vers les hautes température améliorant ainsi les propriétés barrières contre le feu. L'analyse (DRX) et (DSC) révèlent au augmentation de la cristallinité provenant de l'effet de nucléation qu'apporter les particules de nano CaCO3. L’étude microscopique montre que quelle que soit la nature du mélange la morphologie est toujours grossière, la phase minoritaire est sous forme de nodules dispersée dans la phase continue. Le renforcement de l’interface par les agents compatibilisants et la charge modifiée se traduit au niveau microscopique par une structure plus fine et plus régulière.