Impact du traitement chimique sur les caractéristiques structurales, mécaniques, thermiques et morphologiques des composites polymères semi-cristallins à base de courge éponge (Luffa Aegyptiaca)

Abstract

Cette thèse explore le développement de biocomposites à matrices polyoléfiniques semi-cristallines (PP et PEHD) renforcés par des fibres naturelles de Luffa et des charges minérales d’alumine (Al₂O₃), combinées à des traitements chimiques destinés à améliorer l’adhésion interfaciale. Les fibres ont été modifiées par NaOH et acide stéarique, tandis que l’alumine a été fonctionnalisée au stéarate afin d’optimiser leur compatibilité avec les matrices polymères. Les analyses FTIR, SEM, XRD, DSC, TGA et DMA ont révélé une dispersion plus homogène des renforts, une interfacialité nettement améliorée et, dans certains cas, une augmentation de la cristallinité. Le composite PP/T-SA-[Al+Luffa]-2 % a présenté les performances les plus élevées, avec une résistance à l’impact de 37,46 kJ/m², une température de fusion de 166,66 °C et une stabilité thermique maximale de 450 °C. Pour le PEHD, la combinaison du traitement alcalin et du compatibilisant PE-g-MA a permis d’améliorer la résistance mécanique (de 14 à 16 MPa), l’impact (de 70 à 89 kJ/m²) et de réduire fortement l’absorption d’eau (0,002 %). Ces résultats démontrent l’effet synergique des modifications de surface et positionnent ces biocomposites comme des matériaux légers, durables et économiquement viables pour des applications industrielles telles que les intérieurs automobiles, les emballages résistants à la chaleur et les composants de construction durables.