Fragilisation du poly(butylene terephthalate) induite par injection

par Camille Loyer

Projet de thèse en Mécanique-matériaux

Sous la direction de Emmanuel Richaud et de Gilles Regnier.

Thèses en préparation à Paris, ENSAM , dans le cadre de SMI - Sciences des Métiers de l'Ingénieur , en partenariat avec Pimm - Laboratoire Procédés et ingénierie en mécanique et matériaux (laboratoire) depuis le 01-10-2018 .


  • Résumé

    Delphi Connection Systems est une division du groupe Delphi. C'est l'un des principaux leaders mondiaux de la connectique automobile. Le groupe conçoit, fabrique et commercialise des solutions avancées pour les différents segments (unités de contrôle électronique, airbags, connecteurs haute-puissance pour véhicules électriques et hybrides, …). Il compte 10 centres majeurs de développement et une trentaine de sites de production à travers le monde. Il travaille étroitement avec les grands constructeurs automobiles sur les innovations qui seront présentes dans les véhicules de demain. A titre d'exemple, Delphi a été pionnier dans le développement des solutions intégrées pour les véhicules électriques. Aujourd'hui, les solutions Delphi pour les véhicules autonomes sont choisies par certains des plus prestigieux constructeurs automobiles. L'étude proposée porte sur l'identification du scénario probable de rupture sur certains connecteurs clipsables en PBT pigmentés produits en moulage par injection, les causes de la rupture n'étant aucunement identifiées. Le matériau PBT a été coloré par divers additifs (colorants organiques, pigments) pour obtenir les palettes de couleur souhaitées. Notons qu'il s'agit d'identifier les causes d'une rupture fragile à faible déformation dans ces différents matériaux. - Etude des mécanismes de dégradation possibles au cours du procédé de transformation (oxydation, thermolyse, hydrolyse), sur des matrices pures auxquelles ont été ajoutés des additifs (pigments, fibres de verre) et qui affectent une partie très marginale de la production (quelques ppm) mais qui génèrent des crises de qualité. Ces analyses utiliseront les outils classiques d'analyse physico-chimique tels que le FTIR, la rhéométrie et/ou la GPC. En fonction des résultats, on pourra également s'intéresser à l'amélioration des voies de stabilisation. - Etude de la morphologie cristalline obtenue lors de l'injection et des propriétés mécaniques, par des essais de cristallisation in situ par DSC, par microscopie à lumière polarisée, WAXS (détermination du taux de cristallinité) et SAXS (identification de la longue période, de l'épaisseur des lamelles cristallines et de la phase amorphe interlamellaire) - Etude des effets liés au procédé (porosités, lignes de soudure, orientation des fibres de verre) par simulation et essais d'injection - Enfin, la dernière étape nous conduira à étudier les propriétés finales de pièces ayant des morphologies cristallines différentes, afin de valider le scénario le plus probable ayant conduit à la rupture des pièces.

  • Titre traduit

    Poly(butylene terephthalate) embrittlement induced by injection


  • Résumé

    Deplhi Connection Systems is one of Delphi's subsidiaries and one of the major world automotive connection leaders by designing, processing and selling solutions to different branch such as airbags, hybrid car high power connectors…. Delphi has 10 R&D centers as well as about 30 processing center worldwide. The company works closely with the big automotive seller to make the future car. Presently, Delphi's improvements for autonomous car have been chosen by of the famous car designers. The subject is to identify why their pigmented PBT clips-on break during the injection molding. The PBT material is colored by several pigments (organic, inorganic) in order to have the wanted colored clip-on. It is important to highlight that in each material the breaking is a fragile one and appears during low deformation. The study will be organized into 4 majors axes : - The study of the degradation mechanisms during the injection (hydrolysis, oxidation, thermolysis) on pure matrices with additives (pigments, glass fiber) which affect several ppm of the production and generate quality concern. This caracterisation will mainly use FTIR, rheology and GPC. - The study of the final crystallography and the mechanic properties obtain after injection. The crystallography morphology will be studied by in situ by DSC, polarized microscopy, WAXS (cristallinty rate) and SAXS (lamellae thickness, amorphous part) - The process study through porosity, molding lignes, glass fiber orientation because of simulation and injection testing. - The final step will be to study the properties of several clips-on with different crystrollaphic morphologies in order to verify why some parts are breaking.