Etude et mise en œuvre par extrusion filage de multifilaments synthétiques polyoléfiniques à propriétés élastomères

par Xabi Moratinos

Thèse de doctorat en Mécanique, Énergétique, Sciences des matériaux

Sous la direction de Éric Devaux.

Soutenue le 05-10-2015

à Lille 1 , dans le cadre de École doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Lille) , en partenariat avec Laboratoire de génie et matériaux textiles (Roubaix, Nord) (laboratoire) .


  • Résumé

    Cette étude porte sur la production et la caractérisation de fils élastomères à base de polypropylène (PP) et d’élastomères thermoplastiques (TPE). L’étude du filage par voie fondue des polymères sous forme de mélanges montre une relation entre les propriétés des fibres et la morphologie du mélange. Les propriétés élastiques ne sont améliorées qu’avec le changement de morphologie, et le passage à une matrice TPE majoritaire. Les mélanges filés avec un taux de TPE élevé (80 et 90%m) montrent un changement de structure cristalline du TPE, qui augmente la récupération élastique. L’étude du filage sous forme de structure bicomposante cœur/gaine (C/G), où le TPE est introduit dans le cœur de la fibre et le PP en gaine, montre l’influence du rapport massique C/G sur les propriétés mécaniques des multifilaments. Les propriétés élastiques ne sont pas améliorées pour les différents rapports massiques C/G étudiés, en raison du comportement plastique de la gaine. Le meilleur compromis en termes de propriétés et de mise en œuvre est obtenu avec une structure hybride. Le multifilament mis en œuvre est un fil bicomposant C/G, mais avec un mélange TPE/PP en gaine et le TPE vierge en cœur. Les résultats montrent toujours une diminution des propriétés mécaniques avec l’augmentation du rapport massique C/G, mais une amélioration de la récupération élastique est observée. Pour des taux de TPE équivalents, les propriétés de la structure hybride sont supérieures à celles déterminées pour les mélanges sous forme de fibres monocomposantes. Pour finir des essais de texturation et de tissage démontrent une possible utilisation de ces multifilaments dans des procédés de transformation textile.

  • Titre traduit

    Study of synthetic multifilaments with elastomeric properties processed by melt spinning


  • Résumé

    The aim of this work is the study of elastomeric fibers processed by melt spinning of polypropylene (PP) and thermoplastic elastomers (TPE). Multifilaments produced by a melt spinning process of polymers blend show a relationship between fiber properties and their morphology. Elastic properties are enhanced only when the majority phase is TPE. Yarns melt spun from blends with high TPE rates (80 and 90 wt.%) show a transition of the crystal structure from pseudo hexagonal to orthorhombic with the increase of drawing ratio applied which improve elastic recovery. Melt spinning of core/sheath (C/S) bicomponent fibers is performed using TPE as the core and PP as the sheath. The study reveals a decrease in mechanical properties with increasing the C/S ratio, and elastic properties are not modified for the different C/S ratios studied. This behavior can be explained by the plastic deformation of the polypropylene sheath. In order to improve processability and properties, melt spinning of core-sheath bicomponent fibers with different C/S ratios is performed using EOC and polypropylene blends as the sheath and pure EOC as the core. The results still show a decrease in mechanical properties with the increase in the C/S ratio, but elastic properties are enhanced. For the same TPE content, elastic recovery and mechanical properties are higher for hybrid fiber than for blend melt spun as monocomponent fibers. Finally texturing and weaving tests prove a possible use of the multifilaments in textile processes.

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