Connaissez-vous les méthodes permettant de tester la résistance des plastiques recyclés modifiés ?

Les plastiques modifiés désignent les plastiques à usage général et les plastiques techniques obtenus par des procédés de remplissage, de mélange, de renforcement et autres méthodes de traitement visant à améliorer les performances en matière de résistance au feu, de solidité, de résistance aux chocs, de ténacité et autres aspects.

Aujourd'hui, les plastiques modifiés jouent un rôle de plus en plus important dans la vie nationale, notamment dans les secteurs de l'automobile et de l'électroménager, où ils sont irremplaçables. Pour les nombreux types detechnologie des plastiques modifiésLe renforcement des plastiques a fait l'objet d'études approfondies de la part des universitaires et des industriels, car la ténacité du matériau joue souvent un rôle déterminant dans l'application du produit. Dans cet article, la Station d'information sur le recyclage vous expliquera quelques aspects du renforcement des plastiques.

Plus un matériau est rigide, moins il est susceptible de se déformer ; plus un matériau est ductile, plus il est susceptible de se déformer.

La ténacité, par opposition à la rigidité, est une propriété qui reflète la facilité avec laquelle un objet se déforme. Plus un matériau est rigide, moins il est susceptible de se déformer, et plus il est ductile, plus il est susceptible de se déformer.

En général, plus la rigidité est grande, plus la dureté, la résistance à la traction, le module de traction (module de Young), la résistance à la flexion et le module de flexion du matériau sont élevés ; inversement, plus la ténacité est grande, plus l'allongement à la rupture et la résistance aux chocs sont importants.

La résistance aux chocs est la capacité d'un échantillon ou d'une pièce à résister à un impact. Elle est souvent définie, de manière générale, comme la quantité d'énergie absorbée par l'échantillon avant sa rupture. La résistance aux chocs varie selon la forme de l'éprouvette, la méthode d'essai et les conditions de l'échantillon ; elle ne peut donc être considérée comme une propriété fondamentale du matériau.

Les résultats obtenus par différentes méthodes d'essai d'impact ne sont pas comparables.

Il existe de nombreuses méthodes d'essai de choc, classées selon la température d'essai : choc à température ambiante, à basse température et à haute température ; selon l'état de contrainte de l'éprouvette, on distingue le choc en flexion (poutre simple et poutre encastrée), en traction, en torsion et en cisaillement ; et selon l'énergie utilisée et le nombre d'impacts, on distingue les essais à haute énergie et les essais à basse énergie répétés. Le choix de la méthode d'essai de choc dépend du matériau et de l'application, et les résultats obtenus ne sont pas comparables.

Le mécanisme de durcissement plastique et les facteurs qui l'influencent sont analysés et résumés.
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1. Théorie de la bande de cisaillement à rayures argentées

Dans les systèmes mixtes de plastiques renforcés par du caoutchouc, le rôle des particules de caoutchouc est double.
D'une part, en agissant comme un centre de concentration des contraintes et en induisant un grand nombre de lignes argentées et de bandes de cisaillement dans la matrice.
En revanche, le développement du motif argenté est contrôlé de manière à ce qu'il s'arrête à temps sans se transformer en fissure destructive.

Le champ de contraintes à l'extrémité de la bande argentée peut induire une bande de cisaillement qui y met fin. Il empêche également le développement du grain d'argent lorsqu'il s'étend dans la bande de cisaillement. La génération et le développement d'un important phénomène d'argenture et de bandes de cisaillement lors de la mise en contrainte du matériau consomment une grande quantité d'énergie, ce qui entraîne une augmentation de la ténacité du matériau. L'argenture se manifeste macroscopiquement par un blanchiment sous contrainte, tandis que les bandes de cisaillement sont associées à un striction fine, variable selon les substrats plastiques.

Par exemple, la ténacité de la matrice HIPS est faible, elle présente une structure à grains argentés, un blanchiment sous contrainte, une augmentation du volume des grains argentés, une dimension transversale pratiquement inchangée et aucune striction fine en traction ; le PVC renforcé, la ténacité de la matrice est élevée, la limite d’élasticité est principalement due à la bande de cisaillement, il y a une striction fine et pas de blanchiment sous contrainte ; le HIPS/PPO présente une structure à grains argentés, les bandes de cisaillement occupent une proportion considérable, une striction fine et un phénomène de blanchiment sous contrainte simultanément.

2. Facteurs influençant l'effet de durcissement des plastiques

(1) Les recherches sur les propriétés de la résine de la matrice montrent que l'amélioration de la ténacité de la résine de la matrice est propice à l'amélioration de l'effet de renforcement du plastique renforcé, et que l'amélioration de la ténacité de la résine de la matrice peut être réalisée par les moyens suivants.

Augmenter la masse moléculaire de la résine de base permet d'affiner sa distribution ; améliorer la ténacité en contrôlant la cristallisation, ainsi que la cristallinité, la taille et la forme des cristaux. Par exemple, l'ajout d'agents de nucléation au PP accélère la cristallisation et affine la taille des grains, améliorant ainsi la ténacité à la rupture.

(2) Propriétés et dosage des agents de durcissement

A. Influence de la taille des particules de la phase dispersée de l'agent de renforcement – ​​Pour les plastiques renforcés par des élastomères, la taille optimale des particules de la phase dispersée de l'élastomère varie selon les caractéristiques de la résine de base. Par exemple, la taille optimale des particules de caoutchouc dans le HIPS est de 0.8 à 1.3 µm, celle de l'ABS est d'environ 0.3 µm et celle de l'ABS modifié par PVC est d'environ 0.1 µm.
B. Influence du dosage de l'agent de renforcement – ​​il existe une valeur optimale pour la quantité d'agent de renforcement à ajouter, qui est liée au paramètre d'espacement des particules.
C. L'effet de la température de transition vitreuse de l'agent de renforcement – ​​en général, plus la température de transition vitreuse de l'élastomère est basse, meilleur est l'effet de renforcement.
D. Influence de la résistance interfaciale du durcisseur avec la résine de la matrice – l’influence de la résistance de la liaison interfaciale sur l’effet de durcissement varie d’un système à l’autre.
E. Influence de la structure du renfort élastomère – liée au type d’élastomère, au degré de réticulation, etc.

(3) Une bonne liaison entre les deux phases permet un transfert efficace des contraintes et, par conséquent, une meilleure dissipation d'énergie, ce qui améliore les performances globales du macroplastique, notamment sa résistance aux chocs. La copolymérisation par greffage et la copolymérisation séquencée sont des méthodes courantes pour renforcer la liaison entre deux phases. La différence réside dans le fait que la liaison est réalisée par synthèse chimique, comme par exemple entre le HIPS et l'ABS (copolymères greffés) et le SBS et le polyuréthane (copolymères séquencés).

Pour renforcer les plastiques, on utilise une méthode de mélange physique, mais le principe reste le même. Le système de mélange idéal devrait être composé de deux composants partiellement compatibles, chacun dans une phase distincte. Une couche interfaciale se forme entre ces phases. Dans cette couche, la diffusion des chaînes moléculaires des deux polymères crée un gradient de concentration marqué. En augmentant la compatibilité entre les composants mélangés, on obtient une bonne adhésion, ce qui favorise la diffusion interfaciale et augmente l'épaisseur de la couche interfaciale. C'est la technologie clé pour le renforcement des plastiques et la préparation d'alliages polymères : la technologie de compatibilité des polymères !