Elaboration et caractérisation des composites et nanocomposites à base de matrice thermoplastique/kaolin : Effets de l’interface et de la calcination

Abstract

Le but principal de travail de cette thèse porte sur l’élaboration et la caractérisation des composites et des nano composites d’un système à base de polypropylène/Kaolin en considérant les effets de la calcination et la modification chimique de la surface de la charge.Pour la réalisation de ce travail,deux types de kaolin ont été utilisés nommées KT et KS.Ces deux kaolins sont différents par leur origine,distribution granulométrique,cristallinité et composition chimique.Le kaolin KS est un kaolin commercialisé par la firme Sigma Aldrich par contre le kaolin KT est un kaolin local issu du gisement de Tamazert d’El Milia wilaya de Jijel.Le but et l’importance du sujet donc est de voir si on peut utiliser notre charge locale KT dans ces mélanges,et en même temps d’optimiser la formulation adéquate pour aboutir à un matériau présentant une performance optimale.Afin d’améliorer la dispersion et les interactions interfaciales entre le kaolin et le polymère,le polypropylène greffé à l’anhydride maléique(PP-g-MA)a été utilisé comme compatibilisant.De plus,la surface de kaolin a été modifiée avec un agent de couplage à base de silane (Hexadecyltrimethoxysilane)(HDTMS).La transformation de la structure du kaolin en métakaolin par calcination a été effectuée à 600°C.Les mélanges PP/kaolin ont été réalisés à l’état fondu sur un mélangeur interne.Les résultats ont montré que les deux kaolins KS et KT ont une distribution unimodale et la calcination change le mode de distribution granulométrique de KT pour la rendre bimodale.Le greffage chimique du silane(HDTMS)sur la surface de kaolin a prouvé l’absorption des organosilanes qui est probablement effectuée sur les bords et/ou la surface du kaolin. D’autre part,les résultats montrent que le kaolin modifié au silane conduit à une meilleure dispersion et à de meilleures propriétés mécaniques et thermiques.Cependant,l'ajout de kaolin non traité(KT)augmente le module E d'environ 32% à une teneur en poids de 5 %.L'allongement à la rupture était également amélioré en présence de kaolin calciné et modifié au silane par rapport aux composites non traités.La stabilité thermique et la résistance au choc était augmenter avec l’incorporation de 2,5% de compatibilisant dans les composites PP/ kaolin.