Etude de l'influence des conditions de filage sur les proprietes physiques et mecaniques de fibres de polypropylene

Influence of spinning conditions on physical and mechanical properties of polypropylene fibers

• Auteur / Autrice : Agnès Paris
• Direction : Patrick Navard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Paris, ENMP

Résumé

Notre travail a porte sur l'etude de l'influence des conditions de filage, c'est-a-dire de la temperature d'extrusion, de la vitesse de tirage et de la quantite de refroidissement, sur les proprietes physiques (orientation et cristallinite) et mecaniques des fibres de polypropylene. Dans la premiere partie est presentee une etude bibliographique portant sur l'influence des parametres moleculaires du polypropylene sur sa rheologie et sa filabilite et sur l'influence des parametres du procede sur les cinetiques de cristallisation et les proprietes morphologiques des fibres. Les fibres a frisure potentielle, fibres possedant la particularite de boucler lorsqu'elles subissent un apporte d'energie, y sont etudiees. Le deuxieme chapitre decrit la ligne de filage pilote, son instrumentation et les moyens de caracterisation des fibres (diffraction des rayons x, analyse enthalpique differentielle et dynamometrie). Les resultats, discutes au troisieme chapitre, mettent en evidence l'importance de la quantite de refroidissement sur les proprietes des fibres en se basant sur la visualisation de la birefringence en ligne. En particulier, il est montre que le taux d'elongation moyen et les facteurs d'orientation des phases cristalline et amorphe augmentent lorsque le refroidissement est plus important. Les etudes en microscopie optique a balayage mettent en evidence une structure fibrillaire des fibres. Leur analyse par diffraction des rayons x montre que leur morphologie presente une double texture: l'une parallele a l'axe de la fibre et l'autre perpendiculaire a cet axe. Cette double texture est favorisee par un faible taux de tirage. La simulation du procede de filage, developpee au quatrieme chapitre, permet de constater que les cinetiques globales de cristallisation sous elongation ne peuvent etre decrites par une loi de type ozawa qu'en reliant ses coefficients au taux d'elongation. Enfin, la derniere partie est consacree a l'etude des fibres a frisure potentielle. En nous appuyant sur les resultats precedents, nous montrons que les parametres de la frisure dependent de la quantite et de l'asymetrie du refroidissement, et qu'il est possible de predire cette frisure mathematiquement