Etude de l'influence du type de noir de carbone sur la tenue en fatigue de caoutchouc HNBR

Study of influence of carbon black grade on fatigue resistance of HNBR rubber

• Auteur / Autrice : Séverine Gauchet
• Direction : Narayanaswami Ranganathan
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie mécanique et productique
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Tours
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Santé, sciences, technologies (Tours)
• Jury : Président / Présidente : Marc Lethiecq
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Françoise Lauprêtre, Karine Le Gorju Jago
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Lucien Laiarinandrasana, Gérard Vigier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réticulation (polymérisation)

Viscoélasticité

Viscoplasticité

Rupture, Mécanique de la

Matériaux -- Fatigue

Microstructure (physique)

Vulcanisation

Caoutchouc

Caoutchouc

Élastomères

Élastomères

Élastomères

Macromolécules

Noir de carbone

Résumé

L'optimisation de la tenue en fatigue de la poulie découpleuse requiert la compréhension des mécanismes d'endommagement mis en jeu lors du fonctiontionnement du corps caoutchouc. Bien que l'endurance des élastomères ait fait l'objet de nombreux travaux, la fatigue du HNBR renforcé de noir de carbone est peu décrite dans la littérature. L'objectif de cette étude est d'appréhender l'influence de la charge sur ces mécanismes complexes au travers des modifications induites par le renfort sur la microstructure et les propriétés dynamiques. Les deux mécanismes d'endommagement à l'amorçage initient de multiples microfissures qui se propagent en rosace. La taille et le nombre de pétales dépendent alors du type de noir de carbone. Ces caractéristiques sont représentatives de la vitesse de fissuration et elles décrivent un mécanismede rotation de fissure. L'influence de la charge sur l'endommagement est mise en évidence par RMN du solide H. Cette technique originale s'avère être un outil puissant dans l'étude de la dégradation de caoutchoucs à formulation complexe. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives dans l'appréhension des mécanismes d'endommagement.

The fatigue resistance optimization of the alternator pulley needs to understand damage mechanisms influence on the rubber fatigue behaviour used in mecanical power transmission. Although the toughness of rubber was log time studed, the fatigue of HNBR filled with carbon black is not described in literature. The aim of this work is to understand the influence of filler on theses complex mechanisms through the modifications induiced by filler on the microstructure and dynamical properties. Two damage mechanisms at starting initiate several microcracks which are propagated in rosette forme. Size and number of petals depend on the type of carbon black. This characteristics represent the cracking speed and they describe a mechanisme of crack rotation. The influence of filler on the damage is highlighted by solid NMR H. This original technique proves to be a power technique for studying degradation of rubber having a complex formulation. These results open new propects in order to understand damage mechanisms.