Academic literature on the topic 'Composite de caoutchouc naturel'

La gutta-percha est un produit naturel chimiquement apparenté au caoutchouc, issu du latex d’arbres de la famille des sapotacées (en particulier Palaquium gutta), que l’on trouve notamment en Malaisie et dans d’autres pays avoisinants. A température ambiante, la gutta-percha est assez dure et donc peu élastique; lorsqu’elle est chauffée, elle devient malléable et moulable à partir de 50 °C. En médecine dentaire, la gutta-percha est principalement utilisée comme matériau d’obturation des canaux radiculaires.

Le caoutchouc naturel (NR) et le caoutchouc époxydé (ENR) ont constitué la base de cette étude consacrée à l’étude des composites et mélanges de polymères. La présence du groupe époxyde a conduit à une amélioration des propriétés mécaniques de ces formulations en termes de module et de la résistance à la traction. De plus, l’utilisation de la spectroscopie diélectrique a révélé que les ENRs présentent une conductivité plus élevée que le NR à basse fréquence et à haute température. En particulier, le caoutchouc naturel époxidé contenant 50 mol% de groupes époxyde ENR-50 présente des conductivités et permittivités les plus élevées. Par conséquent, ce dernier a été choisi pour préparer des composites polymères en incorporant des particules de titanate de barium (BT) et de noir de carbone (CB). Les résultats montrent que la permittivité et conductivité des composites élaborés augmentent avec le taux d'incorporation de ces charges. Par exemple, les composites BT/ENR-50 atteignent une permittivité élevée 48.7 pour 50 vol% de BT. De plus, les composites CB/ENR-50 présentent un seuil de percolation de 6.3 vol% de CB. Enfin les mélanges à base de poly(fluorure de vinylidène) (PVDF) et d’ENR ont été étudiés. Il a été observé que la morphologie de ces mélanges dépend du degré d’époxydation du caoutchouc naturel et bien entendu de la composition du mélange. Une morphologie co-continue peut être observée dans l’intervalle 40 et 60% en masse d’ENR-50. En outre, les résultats issus d’analyses dynamiques mécanique et diélectrique montrent que ces mélanges présentent une miscibilité partielle. Enfin, des composites à base de ces mélanges binaires PVDF/ENR- 50 contenant BT ont été préparés. L’étude des morphologies a révélé que les particules de BT étaient dispersées dans la phase d’ENR-50 pour le mélange classique. Cependant, les particules de BT sont localisées à l'interface et dans la phase PVDF pour le mélange réticulé dynamiquement. En termes de propriétés, la permittivité plus élevée est obtenue pour le mélange PVDF/ENR 50 (80/20) ayant été réticulé dynamiquement
Natural rubber (NR) and epoxidized natural rubber (ENR) were chosen to study the composites and blends of polymers. The presence of epoxide group caused to improve the mechanical properties in terms of modulus and tensile strength. Furthermore, dielectric spectroscopy revealed that ENR showed conductivity process at low frequency and high temperature. Epoxidized natural rubber containing 50 mol% of epoxide group or ENR-50 exhibited the highest dielectric permittivity and electrical conductivity. Therefore, ENR-50 was then selected to prepare polymer composite filled with barium titanate (BT) and carbon black (CB) particles. The permittivity and conductivity of the composites increased with the volume content of the fillers. The BT/ENR-50 composites reached a high permittivity of 4 8 . 7 for addition of 50 vol% BT. Meanwhile, CB/ENR-50 composite reached percolation threshold at 6. 3 vol% of CB. The phase development and miscibility of poly(vinylidene fluoride) (PVDF)/epoxidixed natural rubber (ENR) blends were then investigated. It was also found that phase structure depended on epoxidation level and blend compositions. The blend exhibited a co-continuous phase morphology in the region of 40 to 60 wt% of ENR-50. Furthermore, the results from dynamic mechanical and dielectric analysis revealed that these blends present a partial miscibility. Finally, the composites based on binary blends of PVDF/ENR-50 containing BT were prepared. The study of the morphologies revealed that BT was dispersed in ENR-50 phase in the case of simple blend. However, the addition of BT after dynamic vulcanization induced localization of BT in PVDF phase and at interface. The highest increment of permittivity can be observed for the composite based on dynamically cured PVDF/ENR-50 (80/20) blend
ศึกษาอิทธิพลของโครงสร้างโมกุลยางธรรมชาติ (NR) และยางธรรมชาติอิพอกไซด์ (ENR) ต่อสมบัติ พบว่าการมีหมู่อิพอกไซด์อยู่ในยาง ENR ทำให้มีการปรับปรุงสมบัติเชิงกล เช่น มอดุลัสและความต้านทานต่อแรงดึง นอกจากนี้สมบัติไดอิเล็กทริกได้แสดงให้เห็นถึงการนำ ไฟฟ้าที่ความถี่ต่ำและอุณหภูมิสูง ยางที่มีหมู่อิพอกไซด์ 50 โมล% (ENR-50) มีค่าการนำไฟฟ้า และค่า permittivity สูงที่สุด ดังนั้นจึงนำยาง ENR-50 ไปใช้ในการเตรียมคอมพอสิตที่ใช้แบเรียม ไททาเนตและเขม่าดำเป็นตัวเติม ซึ่งพบว่าค่า permittivity และค่าการนำไฟฟ้าสูงขึ้นตาม ปริมาณตัวเติมที่ใส่ลงไป ที่ปริมาณ 50%โดยปริมาตรของแบเรียมไททาเนตในยางให้ค่า permittivity สูงถึง 48.7 ในขณะเดียวกันก็พบว่าการเตรียม ENR-50 คอมพอสิตที่ใช้เขม่าดำมี percolation threshold ที่ 6.3 vol% ของเขม่าดำ สำหรับการศึกษาการเปลี่ยนแปลงของสัณฐาน วิทยาและความเข้ากันได้ของพอลิเมอร์เบลนด์ระหว่างพอลิไวนิลลิดีนฟลูออไรด์ (PVDF) กับยาง ENR พบว่า สัณฐานวิทยาของพอลิเมอร์ที่เตรียมได้ขึ้นอยู่กับปริมาณหมู่อิพอกไซด์ในยาง ENR และอัตราส่วนการเบลนด์ อัตราส่วนการเบลนด์ในช่วง 40 ถึง 60% โดยน้ำหนักของยาง ENR- 50 ให้ลักษณะสัณฐานวิทยาแบบวัฏภาคร่วม (co-continuous) นอกจากนี้ผลการทดสอบจาก สมบัติพลวัตเชิงกลและสมบัติไดอิเล็กทริกแสดงให้เห็นถึงความเข้ากันได้บางส่วน (partial miscibility) ท้ายที่สุดนี้ได้เตรียมคอมพอสิตจากพอลิเมอร์เบลนด์ที่เติมแบเรียมไททาเนต สัณฐานวิทยาของคอมโพสิทที่เตรียมได้นั้น พบว่าแบเรียมไททาเนตกระจายตัวในเฟสยางเป็น หลัก อย่างไรก็ตามการเติมแบเรียมไททาเนตหลังจากการวัลคาไนซ์แบบไดนามิกส์ทำให้ แบเรียมไททาเนตกระจายตัวในเฟสพอลิไวนิลลิดีนฟลูออไรด์ (PVDF) และที่ผิวประจัญ (interface) นอกจากนี้คอมพอสิตที่เตรียมจากเทอร์โมพลาสติกวัลคาไนซ์ของ PVDF/ENR 50 ที่ อัตราส่วนการเบลนด์ที่ 80/20 ให้ค่า permittivity ที่สูง

Cette thèse étudie le phénomène de durcissement qui a lieu pendant le stockage des composites de latex de caoutchouc naturel et de noir de carbone fabriqués par hétérocoagulation. Ce procédé consiste à injecter à très grande vitesse une suspension aqueuse de noir de carbone dans du latex de caoutchouc naturel. Le matériau spongieux et très hydraté qui est obtenu est ensuite séché et mis en forme par malaxage ou pressage. Nous mesurons le durcissement des composites à l’aide de plusieurs méthodes rhéologiques parmi lesquelles la rhéologie de torsion et la viscosimétrie de Mooney. L’effet d’un grand nombre de paramètres est étudié : le mode de mise en forme des composites, l’environnement du stockage, la présence d’eau résiduelle, la température, la fraction massique de noir de carbone. Nous définissons des temps caractéristiques de durcissement dont la dépendance en température indique que le durcissement résulte d’un processus activé thermiquement. Les énergies d’activation sont peu dépendantes des paramètres expérimentaux et comparables à celle trouvée pour le caoutchouc naturel pur. Des expériences de gonflement en bon solvant montrent que le durcissement est associé à la formation d’un réseau de macromolécules interconnectées dont nous discutons l’origine en relation avec la microstructure du polyisoprène naturel et la présence de phospholipides et de protéines
This thesis investigates the storage hardening of natural rubber and carbon black composites made by heterocoagulation. Heterocoagulation is a process that consists in injecting a carbon black slurry at high speed into a colloidal suspension of natural rubber. We obtain a squishy and highly hydrated material that is subsequently dried and processed using an internal mixer or a mechanical press. The hardening is characterized using various rheological techniques among which torsional rheology and Mooney viscosimetry. Many parameters are investigated: the processing technique, the storage environment, the presence of residual water, temperature, the carbon black content. We define characteristic times of hardening whose temperature dependence indicates that the hardening results from a activated process. The energies of activation are nearly independent of the experimental parameters and compare well to that found in natural rubber. Swelling experiments in good solvent show that hardening is associated with the buildup of an interconnected network of macromolecules. We discuss the origin of this network in relation with the microstructure of natural polyisoprene and the presence of phospholipids and proteins

L'evolution de nos travaux s'est deroulee selon une chronologie allant de la synthese en emulsion de particules composites a base de caoutchouc naturel et d'acrylate de butyle jusqu'a la mise au point de melanges binaires (polymere thermoplastique + particules) et ternaires (un polymere thermoplastique majoritaire + un second polymere thermoplastique minoritaire + particules). Cette etude avait pour objectif principal de definir les parametres qui gouvernent l'amelioration de la resistance aux chocs d'un melange modele dont on maitrise parfaitement la composition, la nature et l'interface de la phase dispersee. Les techniques de microscopie electronique a balayage et a transmission ont permis de correler la morphologie des particules renforcantes avec le mode de deformation des differentes matrices thermoplastiques utilisees

Le caoutchouc naturel (CN) isolé de l'hévéa brésiliens et renforcé par différents pourcentages de nano-renforts de cellulose a été caractérisé en utilisant les techniques suivantes: la Calorimétrique Différentielle à Balayage, la Spectroscopie Diélectrique et enfin la Spectroscopie vibrationnelle (Infrarouge et Raman). L'objectif était la compréhension de l'impact des nano-renforts cellulosiques à différentes formes et fractions massiques sur les propriétés diélectriques, thermiques et vibrationnelles des matériaux de l’étude. L'ensemble des résultats obtenus nous a permis d’élucider la qualité des interfaces des différents composites étudiés et surtout de prévoir le matériau ayant les meilleures performances pour les applications mécaniques
Natural rubber isolated from Hevea Brasiliens and reinforced with different percentages of cellulose nano-reinforcements was investigated using three characterization techniques: Differential Scanning Calorimetry analysis, Dielectric Spectroscopy and finally Infrared and Raman Spectroscopy. The aim of the research is to understand the impact of cellulosic nano-reinforcements with different shapes and mass fractions in order to choose the nano-composite with high performance for mechanical applications

Le caoutchouc naturel (CN) isolé de l'hévéa brésiliens et renforcé par différents pourcentages de nano-renforts de cellulose a été caractérisé en utilisant les techniques suivantes: la Calorimétrique Différentielle à Balayage, la Spectroscopie Diélectrique et enfin la Spectroscopie vibrationnelle (Infrarouge et Raman). L'objectif était la compréhension de l'impact des nano-renforts cellulosiques à différentes formes et fractions massiques sur les propriétés diélectriques, thermiques et vibrationnelles des matériaux de l’étude. L'ensemble des résultats obtenus nous a permis d’élucider la qualité des interfaces des différents composites étudiés et surtout de prévoir le matériau ayant les meilleures performances pour les applications mécaniques
Natural rubber isolated from Hevea Brasiliens and reinforced with different percentages of cellulose nano-reinforcements was investigated using three characterization techniques: Differential Scanning Calorimetry analysis, Dielectric Spectroscopy and finally Infrared and Raman Spectroscopy. The aim of the research is to understand the impact of cellulosic nano-reinforcements with different shapes and mass fractions in order to choose the nano-composite with high performance for mechanical applications

Cette thèse se concentre sur la caractérisation, la dispersion, ainsi que les différentes applications d'un nouveau type de matériaux dérivé de la dégradation de biométhane dans le cadre d'un projet Européen, le projet PlasCarb. Nous appelons ces matériaux les nanopalets de carbone (CNP). Notre étude commence avec la caractérisation des CNP, puis nous poursuivons avec l'obtention de dispersions aqueuses bien définies et hautement concentrées de CNP. Ces dispersions ont été utilisées pour la préparation de films conducteurs et de composites conducteurs avec du caoutchouc naturel. Enfin, la photoluminescence des CNP dispersés et solubilisés dans un milieu liquide a été évaluée. Des tests préliminaires montrent une photoluminescence dans le bleu très prometteuse
This PhD thesis is focused on the characterization, dispersion and applications of graphitic material (in this manuscript referred as carbon nanopuck (CNP)) that derives from the splitting of biogas and obtained within the framework of the European project “PlasCarb”. This study starts with CNP characterization. Afterwards, well-defined, high concentrated CNP dispersions in water, calibrated insize have been obtained. These dispersions have been used to prepare conductive films and as components of conductive composites with natural rubber. Ultimately, the photoluminescence of CNP dispersed and dissolved in liquid media has been tested. Preliminary tests of these systems exhibit promising blue PL

Cette recherche vise à synthétiser différents types et formes de particules de carbonate de calcium (CaCO3) à l'échelle submicrométrique et nanométrique, et à étudier leurs applications en tant que charges renforçantes pour les composites de caoutchouc naturel (NR). L'étude a donc été divisée en deux parties. Premièrement, la procédure de préparation des particules de CaCO3 était basée sur la méthode de précipitation en solution entre les ions carbonate (CO32-) et les ions calcium (Ca2+). La deuxième partie concerne l'étude des propriétés mécaniques des composites NR/CaCO3. La première partie a commencé par la précipitation de (NH4)2CO3 et de CaCl2 dissous dans 50 % en poids de saccharose comme milieu aqueux. Cette condition a entraîné la formation de CaCO3 sphérique, ce qui a été mis en évidence au microscope électronique à balayage (MEB). L'analyse au microscope électronique à transmission (TEM) a révélé une taille de particule de 0,42 ± 0,14 µm avec un rapport d'aspect d'environ un. Lorsque la réaction de précipitation s'est produite en présence d’huile d'olive saponifiée, la propriété de surface du CaCO3 est passée d'hydrophile (angle de contact avec l'eau de 28 ± 2°) à superhydrophobe (angle de contact avec l'eau de 163 ± 2°). Les phases polymorphes typiques de CaCO3 ont été caractérisées par diffraction des rayons X (DRX), infrarouge à transformée de Fourier par réflexion totale atténuée (ATR-FTIR) et spectroscopie Raman. Ces techniques ont révélé que le CaCO3 sphérique non traité et traité représentait environ 99 % du polymorphe de la vatérite. Dans le processus de précipitation utilisant des solutions aqueuses 1 M de Na2CO3 et 1 M de CaCl2 réalisé à 80 ± 1 °C, du CaCO3 sous forme de fibres agglomérées a été obtenu avec un rapport d'aspect compris entre 8 et 9. Le CaCO3 superhydrophobe sous cette forme a également été synthétisé avec succès. L'angle de contact avec l'eau des fibres traitées et non traitées est respectivement de 29 ± 2° et 167 ± 2°. De plus, le CaCO3 sphérique dispersé dans l'eau à 80°C a donné naissance à des nanoparticules de CaCO3 en forme de fibre qui ont été obtenues via la transformation de la vatérite sphérique en aragonite nanofilaire longue avec le rapport d'aspect le plus élevé de 156,9 par rapport aux autres formes de CaCO3. La fibre CaCO3 non traitée était hydrophile avec un angle de contact avec l'eau de 31 ± 1°, tandis que la fibre CaCO3 traitée avec du savon donnait un angle de contact avec l'eau de 165 ± 5° ; elle était donc superhydrophobe similaire aux autres polymorphes de CaCO3 synthétisés. La DRX a révélé que le CaCO3 en forme de fibres, non traitées et traitées, contenait en majorité de l'aragonite et en moindre mesure de la vatérite et de la calcite. La stabilité thermique de différents types de CaCO3 a également été évaluée par analyse thermogravimétrique (TGA). Les résultats ont montré la calcination des cristaux de CaCO3, du saccharose et du savon. La deuxième partie a consisté à incorporer le CaCO3 préparé (0, 5, 10, 20, 40, à 60 pce) dans du latex naturel (NR). Il a été constaté que la vatérite CaCO3 non traitée et traitée était stable dans le milieu latex NR. De plus, les polymorphes du CaCO3 non traité et traité en forme de fibres étaient également stables dans leurs formes lorsqu'ils étaient ajoutés au latex NR. Les propriétés mécaniques du NR/CaCO3 comprenaient la résistance à la traction, l'allongement à la rupture, la résistance à la déchirure et la dureté Shore A. Il a été constaté que la résistance à la traction des composites NR/CaCO3 augmentait lorsque la charge de CaCO3 augmentait. La résistance à la traction du NR s'est améliorée de 22,68 ± 2,22 MPa de NR pur jusqu'à 23,94 ± 0,97 MPa lorsque des poudres de CaCO3 sphériques non traitées (20 phr) ont été ajoutées, et à 25,28 ± 0,80 MPa de CaCO3 sphérique traité (20 phr) de NR rempli. (...)
This research aims to synthesize different types and shapes of calcium carbonate (CaCO3) particles at a submicrometric and nanoscale, and investigate their applications as reinforcing fillers for natural rubber (NR) composites. The study was therefore divided into two parts. Firstly, the preparation procedure of CaCO3 particles was based on the solution precipitation method between carbonate ions and calcium ions. The second part focused on investigating the mechanical properties of NR/CaCO3 composites. The first part started with the precipitation of (NH4)2CO3 and CaCl2 dissolved in 50% by weight of sucrose as the aqueous medium. This condition resulted in spherical CaCO3 with particle size of 0.42±0.14 µm with an aspect ratio of about one. When the precipitation reaction occurred in the presence of olive soap, the surface property of the CaCO3 was changed from hydrophilic (water contact angle of 28±2o) to superhydrophobic powders (water contact angle of 163±2o). The typical polymorphic phases of CaCO3 were characterized. The results revealed that both untreated and treated spherical CaCO3 were about 99% of the vaterite polymorph. In the precipitation process using Na2CO3 and CaCl2 aqueous solutions performed at 80±1C, bundle-liked CaCO3 was obtained with an aspect ratio in the range of 8–9. The superhydrophobic bundle-liked CaCO3 was also successfully synthesized by soap treatment. The water contact angle of untreated and treated bundle-liked are 29±2o, and 167±2o, respectively. Furthermore, the spherical CaCO3 dispersed in water at 80C resulted in the fiber-shaped CaCO3 nanoparticles which were achieved via the polymorph transformation from spherical vaterite to long nano-wired aragonite with the highest aspect ratio of 156.9. The untreated fiber CaCO3 was hydrophilic with a water contact angle of 31±1o, while the treated fiber CaCO3 with soap resulted in 165±5o of water contact angle, hence it was superhydrophobic similar to other synthesized CaCO3 polymorphs. The XRD revealed that the untreated and treated bundle-liked and fiber-shaped CaCO3 contained the majority of aragonite followed by vaterite and calcite polymorphs. The second part was carried out to incorporate the prepared CaCO3 (0,5,10,20,40,60 phr) in NR latex. It was found that the CaCO3 polymorphs were stable in the NR latex medium. The mechanical properties of NR/CaCO3 included tensile strength, elongation at break, tear strength, and hardness Shore A. It was found that the tensile strength of NR/CaCO3 composites increased when CaCO3 loading was increased. The tensile strength of NR improved from 22.68±2.22 MPa of neat NR up to 23.94±0.97 MPa when untreated spherical CaCO3 powders (20 phr) were added, and to 25.28±0.80 MPa of treated spherical CaCO3 (20 phr) filled NR. The maximum tensile strength of NR/untreated bundle-liked CaCO3 was 30.59±3.50 MPa at 40 phr of loading while 31.51±1.02 MPa of NR/treated bundle-liked CaCO3 at filler loading 20 phr was obtained. The treated CaCO3-filled NR vulcanizates gave higher tensile strength than the untreated ones. This was caused by better compatibility of filler dispersion between the hydrophobicity of treated CaCO3 and hydrophobic property of NR. As a result, it was found that the NR filled with untreated fiber CaCO3 particle provided the highest tensile strength of 31.66±1.80 MPa at 10 phr of filler loading, over other types of CaCO3. The nanoparticle, large surface area, and high aspect ratio of fiber/ long nano wired of CaCO3 enhanced the interfacial adhesion between CaCO3 and NR matrix which could transfer stress from rubber to filler effectively during stretching. This resulted in the reinforcing efficacy of the fiber CaCO3. In summaroze, the prepared CaCO3 powders have the potential to broaden their application not only as diluents or additives but also as reinforcing agents

Les effets du caoutchouc nitrile (NBR), du traitement de la surface des fibres et du noir de carbone sur les propriétés des composites à base de caoutchouc naturel renforcé par des fibres d'ananas (NR / PALF) ont été étudiés. L'incorporation de NBR et le traitement de surface de la fibre ont été utilisés pour améliorer les propriétés mécaniques des composites à faible déformation, alors que le noir de carbone a été utilisé pour améliorer ces propriétés à forte déformation. La teneur en fibres a été fixée à 10 phr. Les matériaux composites ont été préparés à l'aide d'un mélangeur à cylindres et ont été réticulés sous presse permettant ainsi le maintien de l'orientation des fibres. Ces composites ont été caractérisés à l’aide du rhéomètre à matrice mobile (MDR), par analyse thermique mécanique dynamique (DMTA) et par tests de traction. La morphologie après fracture cryogénique a été observée à l'aide de la microscopie électronique à balayage (MEB). L'effet du NBR dont la teneur varie de 0 à 20 phr par rapport à la teneur totale en caoutchouc, a été également étudié. Le NBR est utilisé afin d’encapsuler totalement les fibres d’ananas (PALF) ; ceci conduisant à un meilleur transfert de contraintes entre la matrice et les fibres. La méthode de mélange a également été étudiée. Plusieurs types de silanes tels que le propylsilane, l'allylsilane et le silane-69 ont été utilisés pour traiter les fibres pré-nettoyées à l’aide d’un traitement alcalin. Les fibres silanisées ont été caractérisées par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), par spectroscopie de photoélectrons aux rayons X (XPS) et par MEB. Le traitement de la fibre par le silane-69 a permis d’augmenter fortement le module du matériau composite à faible déformation. Ce traitement a été plus efficace que l'incorporation de NBR dans les composites NR / PALF. Ceci peut s’expliquer par une possible réticulation chimique entre le caoutchouc et la fibre traitée au silane-69 plutôt qu’une simple interaction physique du NR, du NBR et de la fibre. Cependant, le renforcement par fibre réduit la déformation à la rupture. Par conséquent, du noir de carbone a également été incorporé dans les composites NR/NBR/PALF et NR/ PALF traitée, afin d’améliorer leurs propriétés ultimes. En incorporant du noir de carbone à un taux de 30 phr dans les deux composites, les propriétés mécaniques des composites ont été améliorées et peuvent être contrôlées à la fois à des déformations faibles et hautes
The effects of nitrile rubber (NBR), fiber surface treatment and carbon black on properties of pineapple leaf fiber-reinforced natural rubber composites (NR/PALF) were studied. The incorporation of NBR and surface treatment of fiber were used to improve the mechanical properties of composites at low deformation, whereas carbon black was used to improve these properties at high deformation. The fiber content was fixed at 10 phr. The composites were prepared using two-roll mill and were cured using compression moulding with keeping the fiber orientation. These composites were characterized using moving die rheometer (MDR), dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) and tensile testing. The morphology after cryogenic fracture was observed using scanning electron microscopy (SEM). The effect of NBR from 0 to 20 phr of total rubber content was investigated. NBR is proposed to encase PALF leading to higher stress transfer between matrix and PALF. The method of mixing was also studied. For the fiber surface treatment, propylsilane, allylsilane and silane-69 were treated on the alkali-treated fiber. Treated fibers were characterized using Fourier-Transform infrared spectroscopy (FTIR), x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and SEM. Silane-69 treatment of fiber increased the modulus at low deformation more than the incorporation of NBR of NR/PALF composites due to the chemical crosslinking between rubber and fiber from silane-69 treatment rather than the physical interaction of NR, NBR and fiber. However, reinforcement by fiber reduced the deformation at break. Hence, carbon black was also incorporated into NR/NBR/PALF and NR/surface-treated PALF composites to improve the ultimate properties. By incorporation of carbon black 30 phr in both composites, the mechanical properties of composites were improved and can be controlled at both low and high deformations

L’objectif de ce travail est de préparer des polymères composites antimicrobiens, utilisant de l’acide polylactique (PLA) et/ou du caoutchouc naturel époxydé et incluant des particules d’argent insérées dans des matrices zéolites (AgZ), agissant en tant que composé actif. Un des verrous contrôlant l’activité antibactérienne des matériaux synthétisés est relié à l’étude de l’absorption de l’eau. En effet la mise en œuvre de composites PLA antibactériens rencontre le problème du caractère faiblement hydrophile de PLA, induisant une faible efficacité antimicrobienne. Ainsi afin d’amplifier l’activité antibactérienne des composites AgZ/PLA, une solution prometteuse consiste à introduire un second polymère hautement polaire et flexible. Le caoutchouc naturel époxydé a été ainsi sélectionné pour être associé au composite AgZ/PLA et le taux d’absorption d’eau mesuré témoigne d’un accroissement notable. La morphologie et la distribution des particules AgZ a été étudiée. L’accroissement remarquable du caractère antibactérien des composites ENR/AgZ/PLA a été démontré ; ainsi des tests menés sur S. aureus montrent que la croissance bactérienne a été inhibée à hauteur de 98-99%. L’étude a aussi été menée en fonction de la proportion de caoutchouc et des particules AgZ. De plus les composites ENR/AgZ/PLA possèdent une plus haute résistance à l’impact comparés à l’emploi de PLA pur, suggérant ainsi que ces nouveaux composites pourront constituer des matériaux de choix pour des applications à la fois antibactériennes et nécessitant une résistance à l’impact forte
The aim of this work is to prepare antibacterial polymers composites, involving especially poly(lactic acid) (PLA) and epoxidized natural rubber (ENR) in the presence of silver-substituted zeolites (AgZ) as an active ingredient. Herein, the key to control the antibacterial activity of the composites which is the water absorption characteristic was thoroughly studied. In general, the fabrication of antibacterial PLA composites encounters with the problem relating to the poor hydrophilicity of PLA which is the cause of antibacterial ineffectiveness. To enhance the antibacterial activity of the composites, blending with the second polymer having high polarity and flexibility is a promising way to produce the antibacterial AgZ/PLA composite. Herein, epoxidized natural rubber (ENR) was selected to blend with AgZ/PLA composites and the increase in the water absorption percentage could be observed. The morphology as well as the AgZ distribution in the composites were also investigated. The remarkable enhancement of antibacterial activity of ENR/AgZ/PLA composites was observed because more than 98-99% inhibition of S. aureus growth was found. Furthermore, the effects of rubber content and amount of AgZ on the antibacterial activity of the composites were investigated. Moreover, the ENR/AgZ/PLA composites possessed the higher impact resistance compared to neat PLA, suggesting that the improved composites might be a choice in applications at which both antibacterial activity and impact resistance property are of great importance

Cette thèse porte sur l’étude du comportement mécanique et vibratoire d’un composite biosourcé incorporant un matériau viscoélastique. Les matériaux étudiés sont des stratifiés en composite lin/greenpoxy et des stratifiés viscoélastiques composés d'un noyau viscoélastique en caoutchouc naturel confiné entre deux composites. La première partie du travail a été consacrée à l’étude de l’influence de l’intégration de la couche viscoélastique sur le comportement mécanique des composites. L’analyse des résultats expérimentaux et l’observation des signaux d’émission acoustique obtenus dans ces composites soumis à différentes sollicitations mécaniques en statique et en fatigue ont permis d’identifier les signatures acoustiques des mécanismes d’endommagement prépondérants dans les deux matériaux. Dans un deuxième temps, les propriétés dynamiques de ces composites ont été déterminées à partir des essais de vibration. Les résultats obtenus ont montré que la couche viscoélastique a joué un rôle majeur dans l'amortissement et la dissipation d'énergie des composites. Suite à cette analyse, nous avons mis en place une procédure, utilisant la méthode des éléments finis, pour calculer l’amortissement de ces matériaux. Dans le but de mettre en évidence l’influence des caractéristiques de la couche viscoélastique, une étude paramétrique a été menée sur le composite viscoélastique, permettant d’optimiser l’amortissement de ce matériau en faisant varier divers paramètres. Enfin, le comportement visqueux des composites a été caractérisé par la méthode de résonance non linéaire en faisant varier l’amplitude d’excitation
This thesis focuses on the study of the mechanical and vibration behaviour of a flax fibre reinforced composites with and without an interleaved natural viscoelastic layer. The composite materials have been characterized experimentally using different mechanical and vibrational tests. First, both types of composites were studied using uni-axial tensile and three-points bending tests. Acoustic emission (AE) has been often used for the identification and characterization of micro failure mechanisms in composites. The results showed that these composites have very high specific characteristics. It can be used for applications currently using composites reinforced with synthetic fibres such glass, carbon…. Next, experimental and finite element vibration analyses were carried out on the composites with and without an interleaved natural viscoelastic layer. A good agreement between the two methods was obtained. It has been shown that the viscoelastic layer plays a major role in damping because it has a high level of energy dissipation. Therefore, it improves with a significant way the modal properties of the composite. Finally, nonlinear resonance tests were performed on the composites. It has been shown that the viscoelastic layer generates a nonlinear behaviour in the material. The linear and nonlinear, elastic and dissipative parameters have been calculated to deduce finally that nonlinear parameters are more sensitive to heterogeneities than those derived from linear vibration tests