Etude du recyclage du polypropylène et préparation de matériaux composites à base de propylène recyclé

par Phuong Nguyen Tri

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux

Sous la direction de Gilbert Villoutreix.

Soutenue en 2009

à Paris, CNAM en cotutelle avec Hanoï, Université polytechnique .


  • Résumé

    Due to the important number of highly appreciated properties such as high impact strength, high tensile strength, good chemical resistance, low density, and also rather low cost, polypropylene is among the most widely used thermoplastics in many industrial fields. However, like other recycled polymers, its properties usually decrease after the recycling process and sometimes are degraded to a poor levels of properties in order to direct re-employment. The recycled products need to be reinforced to take a good competition. In this field, the objective of the thesis initially was studied the influence of processing conditions and recycling parameters in twin screw extruder on structure of virgin initial polypropylene and on it’s properties. Then, from recycled and characterized products, we carried out the reinforced formulations having the equivalent or improved properties compared to initial properties. We studied the role of incidence of the introduced additives, in particular that of nanoclays and vegetables fibers on obtained composites. In parallel, we studied the concentration of chemical modified nanoclay and compatibilizer contents in the composite according to the traditional thermodynamic rules. The nanodispersion and the interaction matrix/clay were also investigated by using the Dynamic mechanical thermal analysis (DMTA), the X-rays diffraction (XRD), the Differential scanning calorimetry, the Scanning electron microscope (SEM) and the Rheological measurements). In the following step, we studied the process of introduction of bamboo fibers into to recycled polypropylene matrix by using a modular twin screw extruder to produce the composites in the form of transformable pellets. The objective here is to obtain “green” composite materials to substitution in keeping the mechanical properties required by the traditional specification conditions.

  • Titre traduit

    Study on recycling of propylene and preparation of composite materials base on recycled polypropylene


  • Résumé

    Le polypropylène est un thermoplastique couramment utilisé dans la production industrielle. Il répond aux exigences de nombreux cahiers des charges grâce à ses excellentes propriétés, notamment mécaniques, tout en présentant une des plus faibles densités. Cependant, comme beaucoup d’autres polymères recyclables, ses propriétés diminuent lors d’utilisations successives et parfois se dégradent à des niveaux trop faibles pour un réemploi direct. Les produits recyclés ont alors besoin d’être renforcés pour les rendre plus compétitifs. Dans ce cadre, l’objectif de la thèse a été d’abord d’étudier l’influence des conditions opératoires et des paramètres de mise en œuvre en extrusion sur l’évolution de la structure du polypropylène initialement vierge, puis ses propriétés. A partir des produits recyclés et caractérisés, nous réalisons ensuite des formulations renforcées équivalentes ou améliorées par rapport au niveau des propriétés initiales. Nous avons ainsi modélisé le rôle de l’incidence des adjuvants introduits et notamment ceux des nanocharges d’une part et des fibres végétales d’autre part, sur le comportement du composite obtenu. Parallèlement, nous avons étudié la concentration en argile modifiée chimiquement et compatibilisée selon les règles thermodynamiques classiques. La nanodispersion et l’interface polymère/argile ont été également étudiées en utilisant successivement l’analyse dynamique thermomécanique (DMTA), la diffraction aux rayons X (XRD), la calorimètrie différentielle à balayage (DSC), la microscopie électronique à balayage (MEB) et les mesures rhéologiques. Dans une étape suivante, nous avons établi un processus d’introduction des fibres végétales dans la base polypropylène à l’aide d’une extrudeuse double vis modulaire pour produire un composite sous forme de granulés transformables. L’objectif est ici d’obtenir un matériau composite « vert » de substitution, tout en gardant les propriétés mécaniques exigées par les cahiers des charges traditionnels. Finalement, toutes ses approches et études scientifiques nous ont permis de maîtriser les paramètres de réemploi du polypropylène et d’ouvrir la voie à de nouvelles applications comme par exemple des supports en milieu aqueux pour les stations de retraitement des eaux usées au Vietnam.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (278 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 232-237

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  • Bibliothèque : Conservatoire national des arts et métiers (Paris). Bibliothèque Centrale.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : Th A 661
  • Bibliothèque : Conservatoire national des arts et métiers (Paris). Bibliothèque Centrale.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th A 661 double
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