Compoundage et transformation par injection de PLA renforcé par des fibres de cellulose : Analyse de la cristallisation, formulation et propriétés thermomécaniques induites

par Rindra Ramy-Ratiarison

Thèse de doctorat en Molécules et Matière Condensée

Sous la direction de Patricia Krawczak et de Marie-France Lacrampe.


  • Résumé

    L’objectif de ce travail était d’étudier le compoundage et la transformation par injection de composites PLA renforcés par des fibres de cellulose. La première partie concerne l’influence des conditions de compoundage et d’injection sur la structure du PLA. En particulier, l’influence des paramètres de mise en œuvre sur la dégradation durant l’extrusion a été mise en évidence. D’autre part, l’étude de la cristallisation met en évidence un phénomène singulier de dilatation du PLA durant la cristallisation froide dans le cas de pièces injectées. L’optimisation de l’étape de compoundage des composites est présentée dans la seconde partie. L’objectif était d’éviter la dégradation durant l’extrusion et d’optimiser la dispersion des fibres de cellulose. Un plan d’expérience a été utilisé pour définir les optimums des paramètres d’extrusion afin de limiter la dégradation et d’améliorer la dispersion des fibres de cellulose. Les compounds optimisés ont été utilisés pour étudier l’influence des paramètres d’injection sur la structure des composites et leur impact sur les propriétés mécaniques des composites injectés. Enfin, l’optimisation des propriétés thermomécaniques au travers de l’étude de la formulation des composites est présentée. Plus particulièrement, l’effet de la plastification du PLA et la compatibilisation à l’interface utilisant un PLA greffé anhydride maléique sont rapportés.

  • Titre traduit

    Compounding and injection molding of PLA reinforced by cellulose fibers : crystallization, formulation and induced thermomechanical properties analysis


  • Résumé

    The aim of this work was to study the compounding and injection molding of PLA composites based on cellulose fibres. In the first part, the influence of compounding and injection molding on the structure of the PLA is presented. Particularly, the influence of processing conditions on the degradation during extrusion was investigated. The study of the cristallization behavior evidenced an usual dilatation of PLA during cold cristallization in the case of injection molded parts. The optimization of the compounding step of the composites is presented in a second part. The aim was to avoid the degradation during the extrusion process and to optimize the dispersion of the cellulose fibers. A design of experiment was used to define the optimum compounding parameters in order to limit the degradation and improve the dispersion of the cellulose fibers. The optimized compounds were used to study the influence of injection molding conditions on the structure of the composites and its influence on the mechanical properties of injection molded composites. Finally, the optimization of composites thermomechanical properties using formulation was proposed. Particularly, the effect of plasticizing of PLA and the compatibilization at the interface using maleic anhydride grafted PLA are presented.

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