INFLUENCE DU VIEILLISSEMENT SUR LES PROPRIETES MECANIQUES DU PEHD 80

Abstract

L’exposition du polymère PEHD80 aux intempéries peut entraîner une fragilisation et un changement des propriétés mécaniques, physiques et chimiques. Pour ces raisons il est nécessaire d’acquérir une meilleure connaissance des phénomènes impliqués dans le vieillissement et la durabilité des PEHD80. La nécessité d’assurer des performances pendant des durées de vie conduisent à connaître les phénomènes impliqués dans le vieillissement en PEHD80 et à prédire leur durée de vie. Cette prédiction est basée sur une étude des mécanismes de vieillissement et de comportement mécanique sous l'influence des frottements et des chocs. Ce travail a pour objectif de comprendre l'évolution des caractéristiques mécaniques et physiques après différents vieillissements et expliquer les mécanismes impliqués. La réalisation des essais de vieillissement sous différents modes à savoir le rayonnement ultraviolet UV, vieillissement naturel, en gel et dégel (-10 et 25°C) a été mise en évidence. Les résultats des essais du choc des éprouvettes vieillies sous l’UV pendant une durée de 240 heures, sous une température de gel et dégel (-10 et 25°C), la profondeur d'entaille de 2,5mm affaiblit la résilience. Lorsque l'énergie absorbée atteint 32,5 joules avec une profondeur d'entaille égale à 3,5 mm, soit se rapprochant de l'état initial du polyéthylène PEHD80 sous l’exposition au rayonnement solaire, les valeurs de résilience (K) ont continué à augmenter pour la profondeur de l'entaille est de 3,5, atteignant 126 J/cm² en 12 mois. Quant aux valeurs de résilience à la profondeur de l'entaille égale à 1,5mm elles ont diminué jusqu'à atteindre 103 J/cm² en 12 mois d'exposition au soleil. La méthode de Taguchi permet de déterminer les paramètres de frottement optimaux. En utilisant la Conception factorielle Taguchi L16 (4 ^ 1 * 2 ^ 3) avec un plan orthogonal mixte et l’analyse de variance (ANOVA) pour déterminer la perte de poids et la perte d'épaisseur pour un tube de transport de gaz en (HDPE 80), les niveaux optimaux des facteurs de contrôle pour minimiser la perte de poids (P) et l'épaisseur perdue (∆L), l’analyse ANOVA en utilisant les taux de signal bruit S/N a été déterminée, les conditions optimales de (P) et (∆L) ont été observées à (A = UV, vitesse de rotation = 355 tr/min, charge = 9,3N et le papier abrasif = qualité 10,3) et A3, B1, C2 et D1 (A = UV, V = 180 tr/min, C = 4,65 N D = 18,3µm). Les résultats des essais du frottement ont clairement montré que l'exposition du PEHD 80 aux rayonnements ultraviolets (UV) contribue directement à sa dégradation, le facteur le plus important pour la perte de poids avec un taux de contribution de 63,86 % La vitesse de rotation était le facteur le plus important pour la perte d'épaisseur de l'usure par frottement, une contribution de 47,70%, les modèles de régression quadratique développés ont démontré une relation parfaite avec coefficients de corrélation élevés et ∆Lq entre les valeurs mesurées et les valeurs prédites pour la perte de poids et d’épaisseur. Les essais de la Spectroscopie Infrarouge à Transformée de Fourier (FTIR) pour l’intervalle d’un nombre d’onde de 3100 vers 600 cm-1 ont été effectués. Les bandes du spectre FTIR pour un vieillissement accélérée (3 et 12 mois gel et dégel) et des profils d’absorption obtenus peuvent être associés à des changements dans les liaisons moléculaires, tels que l'oxydation ou la dégradation de la chaîne polymère, causés par l'exposition à la lumière UV d’une durée de trois mois. Cela démontre les conséquences néfastes du rayonnement UV sur l'exposition d’une durée de 240 heures.