Analyse et optimisation du processus de régénération des polyamides

Analysis and optimisation of polyamide regeneration process

• Auteur / Autrice : Ichrak Ben Amor
• Direction : Imad Tawfiq, Riadh Elleuch, Olga Klinkova
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance le 05/03/2024
• Etablissement(s) : CY Cergy Paris Université en cotutelle avec Université de Sfax (Tunisie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : QUARTZ (ECS, L@RIS, LISMMA)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Luc Bouvard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Imad Tawfiq, Riadh Elleuch, Olga Klinkova, Mondher Zidi, Jean-Luc Bailleul, Ahmed Ben Cheikh Larbi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Mondher Zidi, Jean-Luc Bailleul

Mots clés

Mots clés libres

Optimisation

Régéneration

Polyamide

Optimisation

Regeneration

Polyamide

Résumé

L'objectif de cette thèse consiste à développer un processus de régénération optimisé des déchets issus du moulage par injection. L'étude se concentre sur l'impact du recyclage mécanique sur les propriétés mécaniques et physiques de mélanges de polyamide 6 (PA6) et polyamide 66 (PA66), en variant les pourcentages de matière recyclée de 10% à 100% par incréments de 10%. Six cycles de recyclage ont été réalisés, et les propriétés des mélanges ont été analysées en fonction du taux de matière recyclée. Jusqu'au sixième cycle, des variations légères ont été observées dans les propriétés mécaniques, à l'exception de l'allongement. Les propriétés physiques ont montré une tendance à la baisse de la résistance à la flexion et du module d’Young, avec une augmentation de l'allongement. Une analyse microscopique a révélé que pour le PA6 la porosité a augmenté à mesure que le nombre de cycles de recyclage augmentait. L'étude aborde également l'influence du vieillissement hygrothermique sur les polyamides étudiés, examinant les modifications résultantes dans leurs propriétés mécaniques. Suite à ces modifications remarquables, une simulation numérique a été réalisée pour évaluer l'impact du changement des caractéristiques de la matière recyclée sur les paramètres du processus de moulage par injection. Les résultats indiquent que plusieurs paramètres, en particulier le temps de remplissage du moule et le temps de refroidissement de la pièce injectée, sont influencés par les modifications des propriétés des matériaux. Des défauts tels que les bulles d'air et les lignes de soudure ont été observés, soulignant l'importance de les prendre en considération dans le processus de fabrication. Cette étude offre ainsi une compréhension approfondie des effets du recyclage sur les propriétés des polyamides, ainsi que des implications pratiques de ces changements dans le contexte du moulage par injection.Mots clés : Régénération, Polyamide 6, Polyamide 66, Moulage par injection, Simulation

The aim of this thesis is to develop an optimized regeneration process for waste generated from injection molding. The study focuses on the impact of mechanical recycling on the mechanical and physical properties of blends of polyamide 6 (PA6) and polyamide 66 (PA66), changing the proportions of recycled material from 10% to 100% in increments of 10%. Six recycling cycles were conducted, and the properties of the blends were analyzed based on the recycled material content. Up to the sixth cycle, slight variations were observed in mechanical properties, except for elongation. Physical properties exhibited a trend of decreasing flexural strength and Young's modulus, with an increase in elongation. Microscopic analysis revealed that for PA6, porosity increased as the number of recycling cycles increased. The study also addresses the influence of hygrothermal aging on the studied polyamides, examining resulting changes in their mechanical properties. Following these notable modifications, a numerical simulation was performed to assess the impact of changes in recycled material characteristics on injection molding process parameters. The results indicate that several parameters, especially mold filling time and injected part cooling time, are influenced by material property changes. Defects such as air bubbles and weld lines were observed, emphasizing the importance of considering them in the manufacturing process. This study provides a comprehensive understanding of the effects of recycling on polyamide properties, as well as the practical implications of these changes in the context of injection molding.Keywords: Regeneration, Polyamide 6, Polyamide 66, Injection molding, Simulation.