Etude des matériaux composites de matrices polymères issues de ressources renouvelable et fibres de bambou.

par Quang minh Do

Thèse de doctorat en Chimie des matériaux

Sous la direction de Lan Tighzert.

Soutenue le 22-11-2016

à Reims , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences, technologies, santé (Reims, Marne) , en partenariat avec (LISM) Laboratoire d'Ingénierie et Sciences des Matériaux (laboratoire) .

Le président du jury était Jérémie Soulestin.

Le jury était composé de Lan Tighzert, Françoise Berzin.

Les rapporteurs étaient Christine Campagne.


  • Résumé

    Dans cette étude, les matériaux composites poly 3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate (P34HB) / fibres de bambou et polybutylène succinate (PBS) / fibres de bambou ont été préparés en utilisant le mélangeur interne et le moulage par compression. Les propriétés thermo-mécaniques de P34HB et de PBS ont été caractérisées. Les fibres de bambou ont été modifiées par des traitements chimiques. Les propriétés mécaniques telles que la résistance à la traction, la résistance à la flexion, le module d’élasticité et les propriétés thermiques ont été étudiées. Pour les deux types de composites (P34HB et PBS), le module est significativement amélioré, cependant, la résistance du composite est légèrement diminuée. L'allongement à la rupture est plus faible que celui des polymères purs, ce qui indiquerait une bonne adhérence entre la matrice et les fibres. L'étude révèle que l'adhésion est améliorée avec les fibres modifiées avec le silane et l'acide acétique, ce qui entraîne une augmentation des propriétés mécaniques du matériau, par rapport à celles des composites renforcés avec des fibres non traitées. En outre, le taux de 20% de fibres est considéré comme la bonne composition de fibres pour garantir de bonnes propriétés thermo-mécaniques et une absorption d'eau faible.En étudiant ces matériaux composites, nous visons à produire des matériaux respectueux de l'environnement. De plus, l’abondance des fibres de bambou permettra de réduire le coût de la matière première. Ce travail porte principalement sur la modification des fibres de bambou afin d'améliorer les propriétés globales des composites et sur la comparaison de ces propriétés par rapport à celles des fibres non traitées. Pour atteindre une meilleure adhérence matrice-fibre, un agent de couplage et/ou compatibilisant peuvent être étudiés et utilisés dans une future étude.

  • Titre traduit

    Elaboration and characterization of biocomposite from renewable polymer matrix and bamboo fibres


  • Résumé

    In this study, poly 3,4 hydroxy butyrate (P34HB)/bamboo fibers and polybutylene succinate (PBS)/bamboo fibers composites were prepared by internal mixer and compression molding. P34HB and PBS were characterized with mechanical and thermal methods while bamboo fibers were modified with chemical treatments. Mechanical properties such as tensile strength, flexural strength, modulus and thermal properties were investigated. For both 2 kinds of composites (from P34HB and PBS), it was found that the modulus was significantly improved, however, the strength of the composite was slightly decreased and the elongation at break was a lower than the neat polymer suggesting that the adhesion between matrix and reinforcement should be improved more. The study reveals that modifying the fibers with both silane and acetic acid would improve the adhesion, resulting to the better mechanical properties of the material, compared with composites reinforced with untreated fiber or fiber treated with other methods. Also, 20 % of fiber content is regarded as the good composition of fiber to guarantee the good mechanical, water absorption and thermal properties.By taking advantage of P34HB, PBS and bamboo fibers, we aim to produce the material which is environmental friendly. Moreover, the abundant bamboo fibers can be used and these bamboo fibers will reduce the cost of the material. Within this work, we focus on the modification of bamboo fibers to reach our goal of improving the overall properties of the composites, compared with composites reinforced with untreated fibers. To achieve the better adhesion between fibers and matrix, coupling agent and compatibilizer may be used and studied in our future study.


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