Caracterisation d’un nouveau matériau coposite à base de porcelaine.

Présenté par Mr.Farsane mohamed

Sous la direction du Professeur Abdellah ANOUAR

De la Faculté des Sciences et Techniques de Settat

Plan

I.Intrduction II.Géneralités sur les compositesIII.Résultats et discussions

III.1.Les propriétés physico-chimiquesIII.2.Etude de la réactivité

Conclusion.

Introduction

matériau

Environnement Economique

Nouveau composite

Les 3 dimensions

Matériau composite

La matrice

La charge Système catalytique

Nouveau composite

Le composite? Les mots clés

• matrice– la cohésion du matériau– protéger les fibres– Thermoplastiques– thermodurcissables

• Les charges – reprendre les efforts– performances mécaniques– conditions– Compatibilité avec la résine de base – Mouillabilité– Uniformité de qualité et de

granulométrie.– Bas prix de revient. – etc

Pocédè et complémentarités

• Résine– Polyester insaturé – Styrène– Un inhibiteur pour assurer

la stabilité de la résine pendant son stockage.

– Peroxyde de benzoyle, sel de cobalt.

• La charge– Poudre de porcelaine (P.P)– Granulomètrie 180um– Rejets des céramiques

• substance inerte• Minérale

Résine UPR

Les propriétés physico-chimiques

• Taux d’humidité dans la silice et la P.P utilisées:• On observe que la silice(0.96) à un taux d’humidité(0.96) plus élevé que

celle de la poudre de porcelaine(0.07).

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

Silice Poudre de porcelaineMatières

Taux d

'hum

idité (

%)

Les propriétés physico-chimiques

• Taux de porosité du matériau élaborée: On constate que le pourcentage de porosité augmente en fonction du taux

de charge en poudre de porcelaine: elle prend successivement les valeurs 0.051,0.098,0.235,0.288,0.364.

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0% PP 25% PP 50% PP 75% PP 100% PP

Taux de charge(%)

Poro

sité(%

)

Les propriétés physico-chimiques

Évolution de la La masse volumique en fonction de la fraction massique de la P.P.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

0 20 40 60 80 100 120

Fraction massique de la P.P (%)

Ma

sse

vo

lum

iqu

e (

g/C

m3

)

Courbe théorique

Points expérimentaux

Les propriétés physico-chimiques

• La variation du retrait avec le taux de charge: On remarque que les valeurs du retrait varient entre 10% pour une résine sans charge, alors que pour 200% de charge, le retrait est quasiment nul.

0

2

4

6

8

10

12

0 50 100 150 200 250

Taux de charge(%)

Re

tra

it(%

)

Les propriétés physico-chimiques

• Perte de masse:on constate qu’il y a une perte de masse en fonction de l’augmentation de la température.

78

8082

84

8688

90

92

9496

98

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Température (°C)

Mas

se (g

)

Echantillons 1 Echantillons 2 Echantillons 3Echantillons 4 Echantillons 5

Les propriétés physico-chimiques

• Evolution de la viscosité des mélanges en fonction du taux de charge: l’addition de taux croissants de charge provoque une augmentation continue de la viscosité. Il convient de signaler que l’écoulement du mélange devient difficile si le taux de charge augmente.

0,35

0,36

0,37

0,38

0,39

0,4

0,41

0,42

0 10 20 30 40 50 60

Taux de charge (%)

Vis

cosi

té (P

a.s)

Etude de la réactivité• Influence de la concentration en peroxyde sur les temps à 40°C et du maximum

d'exothermie (taux de cobalt à 0,12 pcr).• On peut remarquer que ces temps évoluent de façon quasiment linéaire et avec

une pente négative dans la gamme de concentrations de peroxyde étudiée. Il n'y a pas une grosse influence de la concentration en peroxyde sur ces temps caractéristiques.

• Ces temps évoluent généralement en suivant des lois de type puissance en fonction de la concentration en amorceur ou en accélérateur.

y = -11,012x + 44,839

R2 = 0,9895

y = -5,3869x + 22,402

R2 = 0,9518

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0,3 0,8 1,3 1,8 2,3Concentration en peroxyde (pcr)

Tem

ps (

min

)

Temps à 40°C Temps max exo

Etude de la réactivité

• Les courbes représentatives de la T(°C) en fonction du temps de la résine chargée par la poudre de porcelaine: 

• l’augmentation du taux de charges dans la résine provoque une variation au niveau de toutes les propriétés physico-chimique

0

50

100

150

200

0 5 10 15 20 25 30

Temps (min)

Tem

péra

ture

(°C

)

0 % de charge 50 % de charge 100 % de charge 150 % de charge 200 % de charge

Etude de la réactivité

évolutions superposées du temps de durcissement (tdu) et de la température de durcissement (Tdu) en fonction du taux de charge.

0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250

Taux de charge (%)Temps de durcissement (min) Température de durcissement (°C)

0

2

4

6

8

10

12

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

Concentration en sel de cobalt (en pcr)

Temp

s de g

el (m

in)

loi de comportement expérimental

0

5

10

15

20

25

0 0,5 1 1,5 2

Concentration en peroxyde ( pcr)

Tem

ps d

e ge

l (mi

n)

loi de comportement expérimental

yxgel XAt ][

Etude de la réactivité

L’évolution respective du temps de gel en fonction de la concentration de l’amorceur et de l’accélérateur.

La loi de comportement rhéologique du temps de gel en fonction de la concentration du durcisseur et de l’accélérateur est de type :

conclusion Les analyses effectuées au laboratoire ont donnée des résultats

satisfaisants, qui permet d’affirmer que la poudre de porcelaine pourrait remplacer la silice, ce qui pourrait être un gain tant sur le plan économique qu’écologique.