Rheological and structural evolution of a polypropylene/glass fibers composite during its stamping process - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 1991

Rheological and structural evolution of a polypropylene/glass fibers composite during its stamping process

Evolution rhéologique et structurale d'un composite polypropylène/fibres de verre lors de son estampage

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Abstract

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En vue d'optimiser le procédé industriel d'estampage des thermoplastiques renforcés (TRE), la rhéologie et l'évolution microstructurale d'un composite polypropylène/fibres de verre ont été étudiées lors de compressions isothermes à 200c ou non-isothermes a 50c. Les essais ont été réalisés à l'aide de deux rhéomètres originaux, qui permettent d'appliquer des écoulements purs (axisymétrique ou unidirectionnel), de mesurer avec précision la force d'estampage et de tremper le matériau à tout instant pendant la période d'écoulement. La distribution d'orientation des fibres a été analysée par un nouveau système automatique d'analyse d'images microscopiques (vidéofibres). Les résultats expérimentaux ont permis d'identifier les mécanismes essentiels de déformation du matériau TRE. Dans le domaine des grandes vitesses, c'est l'élongation visqueuse de strates fibreuses parallèles et leur glissement relatif qui contrôle le processus d'écoulement macroscopique. Dans le domaine des petites vitesses c'est l'exsudation du polypropylène au travers de la structure de fibres qui joue le rôle prépondérant. L'élimination des cavités résiduelles sous l'effet de la pression d'estampage se produit par dissolution du gaz dans la matrice polymère. Les fibres des couches superficielles, soumises à d'intenses cisaillements, présentent de fortes courbures et une orientation préférentielle dans la direction de l'écoulement, tandis que les fibres des couches profondes pivotent selon la direction d'extension. Compte tenu de l'échec des modèles classiques d'écoulement fluide entre plaques parallèles, nous avons développé un modèle original d'évolution de la force de compression du TRE, ou apparait un terme de résistance élongationnelle et une composante de frottement inter laminaire. Cette approche ajuste correctement la plupart des courbes expérimentales. Un second modèle, qui décrit les instabilités de glissement, rend compte des cas critiques rencontrés dans la géométrie unidirectionnelle
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Dates and versions

tel-01752143 , version 1 (29-03-2018)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01752143 , version 1

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Cite

Yves Leterrier. Evolution rhéologique et structurale d'un composite polypropylène/fibres de verre lors de son estampage. Autre. Institut National Polytechnique de Lorraine, 1991. Français. ⟨NNT : 1991INPL105N⟩. ⟨tel-01752143⟩
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