Etude de l’effet des agents oxydants et réducteurs (ESC) sur le comportement mécanique des résines HDPE 100+ à court et long termes
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Cette étude s’intéresse à la dégradation éventuelle d’échantillons issus d’un tube en polyéthylène de haute densité après 7 et 1290 jours d’exposition à des milieux chimiques et dans les conditions du laboratoire. Les milieux ciblés sont l’eau distillée (DW), le dichlorométhane (DCM), un mélange équimolaire de toluène-méthanol (TM) et les acides chlorhydrique (HCl) et sulfurique (H2SO4) tout deux concentrés à (1 %, 10 % et 20 %). La quantification des effets de l’interaction solide-liquide a été effectuée suivant trois voies. En premier lieu, des expérimentations d’absorption du liquide ont été menées pour déterminer l’évolution des gains en masse (?M / M0). En second lieu, une caractérisation mécanique étendue a été réalisée sur la base d’essais de traction monotone sur les éprouvettes usinées. Parmi les propriétés étudiées, il y a le module de Young (E), les contraintes et les déformations à l’écoulement plastique (?y, ?y) ainsi qu’à la rupture (?f, ?f), le module de durcissement (<G>) et le taux de déformation naturelle (NDR). Enfin, les altérations de la qualité de surface ont été suivies via les trois critères de rugosité (Ra, Rq, Rz) et les mesures de dureté Shore (HS). Les analyses ont été complétées par des observations morphologiques en utilisant la microtopographie (Surfs) et la microscopie à balayage électronique. Les autres paramètres structuraux tels que la cristallinité(?c), le temps d’induction à l’oxydation thermique (OIT), la densité (?), l’indice de fluidité (MFI) ont aussi été établis par diverses techniques. Les résultats obtenus indiquent d’une manière générale, qu’il y a évolution des propriétés à travers la paroi tubulaire avec des écarts importants en faveur de la couche interne par rapport à la couche externe des valeurs de Ra, HS, E, ?y, ?f et ?c de 10 %, 24 %, 41 %, 21 %, 15 % et 25 % respectivement. Après 7 jours, les surfaces exposées ont subi des altérations sensibles surtout pour le cas de H2SO4. La diminution du module E dans les milieux DW et DCM a avoisiné les 70 % et a dépassé les 85 % pour les trois concentrations de HCl. Cependant, elle n’a pas dépassé les 20 % pour TM et les 3 concentrations de H2SO4. En ce qui concerne ?y, elle aaugmenté dans tous les milieux : H2SO4, DCM et TM (~ 10 %), DW (30 %) et HCl (40 %). D’un autre côté, l’accroissement de ?f est conséquent dans les cas de DW et HCl (> 80 %) alors qu’il est resté assez petit pour H2SO4. Après 1290 jours, la rugosité s’est comportée différemment ; elle a diminué à la surface interne alors qu’elle a augmenté à la surface externe dans plusieurs milieux. Les propriétés mécaniques se retrouvent négativement affectées sauf pour ?f qui a enregistré, comme attendu de la littérature, une croissance dans tous les milieux et qui reste très affirmée notamment pour DCM, DW et HCl. Comme prévu, la cristallinité et l’OIT aux abords des deux surfaces ont subi une nette diminution à long terme à cause de la consommation, surtout dans les milieux acides, des antioxydants (AO) et autres additifs stabilisants.
| N° Bulletin | Date / Année de parution | Titre N° Spécial | Sommaire |
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| 530 GHA TH C1 | BIB-Centrale / Thèses | interne | disponible |