Injection des polyamides renforcés de fibres de verre longues : relations mise en oeuvre/comportement thermomécanique

Injection moulding of long glass fibre reinforced polyamides : processing conditions/thermo-mechanical behaviour relationship

• Auteur / Autrice : Arnaud Coulon
• Direction : Patricia Krawczak
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science des matériaux
• Date : Soutenance le 17/12/2008
• Etablissement(s) : Lille 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polyamides

Microstructure (physique)

Matériaux -- Fluage

Flexion (mécanique)

Moulage par injection

Matières plastiques renforcées à la fibre de verre

Composites thermoplastiques

Mots clés libres

Dégradation thermique

Résumé

L'objectif de l'étude était d'optimiser, dans le cas de polyamides renforcés de fibres de verres longues, le couple matériau-procédé afin de répondre aux besoins industriels de performances mécaniques et thermo-mécaniques. Dans un premier temps, ont été en particulier étudiés sur une pièce-type reproduisant des géométries caractéristiques de pièces industrielles les mécanismes permettant de comprendre la ségrégation des fibres générée lors du remplissage à l'origine des hétérogénéités locales, Une deuxième partie s'est focalisée sur le comportement mécanique en flexion. Le module et la contrainte maximale ont été prédits à partir de modèles structuraux basés sur la description morphologique multicouche des composites (taux de fibres local, longueur résiduelle des fibres, orientation des fibres,. ,). Les résultats ont été validés sur une pièce industrielle. Enfin, le comportement au fluage en température élevée a été évalué expérimentalement et modélisé (modèle de Findley). La nécessité de prendre en considération le vieillissement thermique de la matrice afin de corriger au cours du temps les niveaux réels de chargement a également été mis en évidence.

The aim of this project was to optimise the material-process couple in the case of long glass fibre reinforced polyamides, so as to comply with industrial requirements of mechanicai and thermo-mechanical performance, The fibre segregation mechanisms occurring during the filling stage of the mould, which govern the local heterogeneities, have been first studied on a prototype part having a shape typical of industrial parts. A second part has focused on the flexural behavioul The modulus and maximal flexural stress have been estimated from structural models based on the multilayer morphological description (local fibre content, residual fibre lengths, fibre orientations...) of the composites. The results have been validated on an industrial part. Finally, the creep behaviour at high lemperature has been experimentally determined and then modelled (Findley's model). The need to take into account the thermal aging of the matrix in order to correct the load level during the loading time has also been pointed out.