Etude des mélanges PE PS Contribution au recyclage

Kallel Tasnim

Informations

• Publié par: Idru
• Nombre de lectures: 35
• Langue: Slovak

Extrait

Table des matières INTRODUCTION GÉNÉRALE...................................................................................................... 1 ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE ……………………………………………………………...….....4 CHAPITRE I :RECYCLAGE DE POLYMERES....................................................................... 5 1.1. INTRODUCTION : ................................................................................................................. 5 1.2. QUELQUES DONNEES STATISTIQUES :.......................................................................... 5 1.3. SOURCES DES DECHETS PLASTIQUES :......................................................................... 7 1.4. DIFFERENTESMETHODES DE VALORISATION DES DECHETS DE MATIERES PLASTIQUES : .............................................................................................................................. 7 1.4.1. Valorisation énergétique :................................................................................................ 7 1.4.2. Recyclage chimique :........................................................................................................ 7 1.4.3. Recyclage mécanique : ..................................................................................................... 8 1.4.4. Recyclage sous forme de mélanges de déchets de polymères : ...................................... 10 1.5. CONCLUSION:..................................................................................................................... 11 CHAPITRE IILES MELANGES DE POLYMERES................................................................ 13 2.1. INTRODUCTION : ............................................................................................................... 13 2.2. DEFINITIONS :..................................................................................................................... 13 2.2.1. Mélange de polymères :.................................................................................................. 13 2.2.2. Mélange miscible :.......................................................................................................... 13 2.2.3. Mélange non miscible :................................................................................................... 14 2.2.4. Mélange compatible :..................................................................................................... 14 2.2.5. Compatibilisation :......................................................................................................... 14 2.3. THERMODYNAMIQUE DES MELANGES DE POLYMERES........................................ 15 2.4. COMPATIBILISATION DES MELANGES HETEROGENES : ........................................ 19 2.4.1. Objectifs de la compatibilisation :.................................................................................. 20 2.4.2. Méthodesde Compatibilisation :................................................................................... 21 2.4.2.1. Compatibilisationréactive insitu: ......................................................................... 21 2.4.2.2. Utilisationd'un copolymère préformé :.................................................................. 22 2.4.3. Illustrationde l'effet d’unecompatibilisation : ............................................................ 26 2.4.3.1. Diminutionde la tension interfaciale : ................................................................... 26 2.4.3.2. Stabilisationde la morphologie et diminution de la taille de la phase dispersée : . 26 2.4.4. Comparaison des deux méthodes de compatibilisation :................................................ 28 2.5. MORPHOLOGIEDES MELANGES DE POLYMERES :................................................. 28 2.5.1.Stabilité de la morphologie dans les mélanges:Equilibre entre rupture et coalescence :29 2.5.1.1. Etude de la rupture de gouttes :............................................................................... 29 2.5.1.2. Etudede la coalescence :........................................................................................ 32 2.5.2. Lesfacteurs influençant la morphologie :..................................................................... 35 2.5.2.1. Développement de la morphologie en fonction du procédé de mise en œuvre :..... 35 2.5.2.2. Effet du rapport de viscosité et des modules d’élasticité : ...................................... 35 2.5.2.3. Effetde la vitesse de cisaillement : ........................................................................ 36 2.5.2.4. Effetde la composition : ........................................................................................ 38 2.5.2.5. Effetde l’interface :................................................................................................ 38 2.5.3. Prédictionsthéoriques de l’inversion des phases: ........................................................ 39 2.5.3.1. Approchevisqueuse: .............................................................................................. 39 2.5.3.2. Approche prenant en compte la tension interfaciale: …………………………...…41 2.5.3.3. Approcheélastique:................................................................................................ 44 2.5.4. Conclusion :.................................................................................................................... 46

CHAPITRE III : MELANGES POLYETHYLENE/POLYSTYRENE..................................... 47 3.1. INTRODUCTION : ............................................................................................................... 47 3.2. MELANGES PE/PS : ............................................................................................................ 48 3.2.1. Morphologies: .............................................................................................................. 49 3.2.2. Propriétésmécaniques : ................................................................................................ 51 3.3. CONCLUSION:................................................................................................................... 55 ETUDE EXPERIMENTALE : …………………………………………………………………...56 INTRODUCTION ...........................................................................................................................57 CHAPITRE I :ELABORATION DE MELANGES PE/PS....................................................... 58 1.1 PRESENTATION DES DIFFERENTS COMPOSANTS DES MELANGES ELABORES. 58 1.2. CONDITIONS D’ELABORATION DES MELANGES PAR EXTRUSION...................... 60 1.2.1. Profil de vis d’extrusion ................................................................................................. 61 1.2.2. Paramètres d’extrusion retenus...................................................................................... 63 1.2.2.1 Profilde température............................................................................................... 63 1.2.2.2. Vitesses de rotation de la vis :................................................................................. 63 1.2.3. Introduction des composants des mélanges : ................................................................. 64 1.3. NOMENCLATURE DES MELANGES ELABORES.......................................................... 65 CHAPITRE II :ANALYSE DES MORPHOLOGIES GENEREES ........................................ 66 2.1. METHODOLOGIE D’ANALYSE DES MORPHOLOGIES............................................... 66 2.1.1. Analyse à l’Echelle Micrométrique Microscopie Electronique et Dissolution Sélective66 2.1.2. Morphologie Cristalline du Polyéthylène....................................................................... 68 2.2. OBSERVATIONS ET RESULTATS/ DISCUSSION :........................................................ 68 2.2.1. Analyse à l’echelle micrométrique : microscopie electronique et dissolution Sélective68 2.2.1.1. Morphologies des mélanges PE/PS non compatibilisés :........................................ 68 2.2.1.2.Morphologies des mélanges PE/PS compatibilisés:................................................. 74 2.2.1.3. Evolution de la morphologie après dissolution : Effet de la composition............... 78 2.2.1.4. Evolution de la morphologie après dissolution : Effet du compatibilisant.............. 81 2.2.1.5. Evolutionde la morphologie après dissolution: Effet de la vitesse de cisaillement.....................................................................................................................87 2.2.2. Morphologie Cristalline de la phase Polyéthylène :……………………………………..…90 2.2.3. Confrontation avec les Modélisations proposées........................................................... 92 2.3. CONCLUSION...................................................................................................................... 94 CHAPITRE III :PROPRIETES RHEOLOGIQUESA L’ETAT FONDU ............................ 95 3.1 GENERALITES ..................................................................................................................... 95 3.2. RESULTATS.................................................................................... 99EXPERIMENTAUX : 3.2.1. Mélanges non compatibilisés : ....................................................................................... 99 3.2.2. Mélanges compatibilisés : ............................................................................................ 103 3.3. CONCLUSION.................................................................................................................... 113 CHAPITRE IV : PROPRIETES VISCOELASTIQUES A L’ETAT SOLIDE....................... 115 4.1. METHODOLOGIED’ETUDE .......................................................................................... 115 4.2. TRANSITIONS DES COMPOSANTS DES MELANGES :.............................................. 115 4.3. TRANSITIONS DES MELANGES (PE/PS)NON COMPATIBILISES : ......................... 117 4.4. TRANSITIONS DES MELANGES (PE/ PS) COMPATIBILISES :.................................. 120 4.5. CONCLUSION :.................................................................................................................. 123 CHAPITRE V :PROPRIETES MECANIQUES...................................................................... 124 5.1. COMPORTEMENT MECANIQUE EN CHARGEMENT STATIQUE (TRACTION) : .. 124 5.1.1 Conditions expérimentales des essais de traction :....................................................... 124 5.1.2. Résultats et discussion.................................................................................................. 125

5.1.2.1. Domaine élastique linéaire :.................................................................................. 130 5.1.2.2. Domaine des grandes déformations (rupture) ....................................................... 132 5.2. PROPRIETES MECANIQUES AU CHOC :...................................................................... 134 5.2.1. Conditions expérimentales des essais Choc :............................................................... 134 5.2.2. Résultats et discussion :................................................................................................ 134 5.3. INFLUENCE DE L’ADHESION :.................................................................................. 136 5.3.1. Mélangesnon compatibilisés : ................................................................................... 140 5.3.2. Mélanges compatibilisés: .......................................................................................... 140 5.4. CONCLUSION :.................................................................................................................. 141 CHAPITRE VI:APPLICATION A DES MELANGES COMPATIBILISES ET POLLUES142 6.1. INTRODUCTION ............................................................................................................... 142 6.2. PREPARATION DES MELANGES :................................................................................. 142 6.3. PARAMETRES DE SOLUBILITE :................................................................................... 143 6.4. MORPHOLOGIE DES MELANGES PE/PS COMPATIBILISES EN PRESENCE DE POLLUANTS :........................................................................................................................... 143 6.5. PROPRIETES RHEOLOGIQUES :.................................................................................... 144 6.6. PROPRIETES VISCOELEASTIQUES A L’ETAT SOLIDE : .......................................... 147 6.7. PROPRIETES MECANIQUES EN TRACTION : ............................................................. 150 6.8. RESISTANCE AU CHOC : ................................................................................................ 151 6.9 CONCLUSION :................................................................................................................... 152 CONCLUSION GÉNÉRALE ...................................................................................................... 154 ANNEXES ……………………………………………………………………….………..………159 BIBLIOGRAPHIE……………………………………………………………………….….…....170