Propriétés de composites de polyéthylene haute densité et résidus de canne à sucre: effet de la délignification des fibres et d'un traitement de surface sur la résistance à la photo- et la bio-dégradation - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2012

Properties of composites of high density polyethylene and bagasse flour: effect of fiber delignification and surface treatment on the resistance to photo- and bio-degradation

Propriétés de composites de polyéthylene haute densité et résidus de canne à sucre: effet de la délignification des fibres et d'un traitement de surface sur la résistance à la photo- et la bio-dégradation

Résumé

The use of wood-polymer composites (WPC), combination of plastics and lignocellulosic fibers, is developing considerably. However, the effects of weathering, such as color fading and loss in mechanical properties, limit their performance in outdoor applications. WPC produced in Iran and made of high-density polyethylene and sugar cane fibers was studied. The effect of fiber pretreatments (delignification to various levels and, pigmentation) and clear coating on the resistance to weathering and biodegradation, and to their combination, was investigated. Chemical (NIR, ESR and FTIR spectroscopy), physical (color, roughness, wettability), mechanical (vibration, 3 points bending and indentation) and biological (resistance to fungi and termites) observations were made on extruded samples. Delignification generally reduced initial mechanical properties while not preventing degradation and color change due to weathering, except when combined with addition of pigments where the rigidity was stabilized to some extent. Clear coating showed very promising results: it prevented color changes associated to photo and bio-degradations, and reduced the loss of properties due to weathering. Although fungi and termites provoked some surface degradation of weathered samples due to the better accessibility of fibers, the resistance of the products to degradation was good. From the methodological viewpoint, the good correlation between various mechanical parameters suggests the applicability of nondestructive testing methods based on modal analysis or indentation techniques for in-situ characterization of WPC properties or evaluation of the degradation level.
L'emploi des composites bois-plastique (WPC), combinaison de polymères plastiques et de fibres ligno-cellulosiques, se développe considérablement. Cependant, les effets du vieillissement, tels que l'altération de leur couleur ou la perte de résistance mécanique, limite leurs performances lors d'expositions/utilisations extérieures. Des composites produits en Iran, à base de polyéthylène haute densité et de bagasse de canne à sucre, ont été étudiés, notamment les effets de prétraitement des fibres (différents niveaux de délignification), de l'ajout de pigments et d'une finition transparente, ainsi que leurs effets combinés, sur le vieillissement et la biodégradation. Des observations chimiques (spectroscopie NIR, ESR, FTIR), physiques (couleur, rugosité, mouillabilité), mécaniques (vibration, flexion 3 points, indentation) et biologiques (résistance vis-à-vis des champignons et des termites) ont été réalisées sur des échantillons obtenus par extrusion. En général, la délignification réduit les propriétés mécaniques, bien que ne prévenant pas la dégradation ni le changement de couleur dû au vieillissement, excepté lorsqu'elle est combinée à l'addition de pigments auquel cas elle maintient la rigidité dans une certaine mesure. L'ajout d'une finition transparente a montré des résultats très prometteurs : la finition prévient le changement de couleur associé aux photo et biodégradations, et réduit la perte des propriétés mécaniques due au vieillissement. Bien que les champignons et les termites provoquent une dégradation de surface des échantillons vieillis étant donné l'accès plus aisé aux fibres, les composites ont montré une bonne durabilité biologique. Du point de vue méthodologique, la bonne corrélation entre les différents paramètres mécaniques suggère que l'utilisation de méthodes d'essai non destructives basées sur l'analyse modale ou l'indentation est adaptée pour la caractérisation in-situ des composites et pour l'évaluation de leur degré de dégradation.
Fichier principal
Vignette du fichier
These_Darabi.pdf (2.45 Mo) Télécharger le fichier
Loading...

Dates et versions

tel-00819083 , version 1 (30-04-2013)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00819083 , version 1

Citer

Peyvand Darabi. Propriétés de composites de polyéthylene haute densité et résidus de canne à sucre: effet de la délignification des fibres et d'un traitement de surface sur la résistance à la photo- et la bio-dégradation. Mécanique des matériaux [physics.class-ph]. Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2012. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00819083⟩
696 Consultations
513 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More