Etude de l’effet des agents oxydants et réducteurs (ESC) sur le comportement mécanique des résines HDPE 100+ à court et long termes
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Date
2019
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Cette étude s’intéresse à la dégradation éventuelle d’échantillons issus d’un tube en
polyéthylène de haute densité après 7 et 1290 jours d’exposition à des milieux chimiques
et dans les conditions du laboratoire. Les milieux ciblés sont l’eau distillée (DW), le
dichlorométhane (DCM), un mélange équimolaire de toluène-méthanol (TM) et les acides
chlorhydrique (HCl) et sulfurique (H2SO4) tout deux concentrés à (1 %, 10 % et 20 %).
La quantification des effets de l’interaction solide-liquide a été effectuée suivant trois
voies. En premier lieu, des expérimentations d’absorption du liquide ont été menées pour
déterminer l’évolution des gains en masse (M / M0). En second lieu, une caractérisation
mécanique étendue a été réalisée sur la base d’essais de traction monotone sur les
éprouvettes usinées. Parmi les propriétés étudiées, il y a le module de Young (E), les
contraintes et les déformations à l’écoulement plastique (y, y) ainsi qu’à la rupture (f,
f), le module de durcissement (<G>) et le taux de déformation naturelle (NDR). Enfin,
les altérations de la qualité de surface ont été suivies via les trois critères de rugosité (Ra,
Rq, Rz) et les mesures de dureté Shore (HS). Les analyses ont été complétées par des
observations morphologiques en utilisant la microtopographie (Surfs) et la microscopie à
balayage électronique. Les autres paramètres structuraux tels que la cristallinité(c), le
temps d’induction à l’oxydation thermique (OIT), la densité (), l’indice de fluidité
(MFI) ont aussi été établis par diverses techniques. Les résultats obtenus indiquent d’une
manière générale, qu’il y a évolution des propriétés à travers la paroi tubulaire avec des
écarts importants en faveur de la couche interne par rapport à la couche externe des
valeurs de Ra, HS, E, y, f et c de 10 %, 24 %, 41 %, 21 %, 15 % et 25 %
respectivement. Après 7 jours, les surfaces exposées ont subi des altérations sensibles
surtout pour le cas de H2SO4. La diminution du module E dans les milieux DW et DCM a
avoisiné les 70 % et a dépassé les 85 % pour les trois concentrations de HCl. Cependant,
elle n’a pas dépassé les 20 % pour TM et les 3 concentrations de H2SO4. En ce qui
concerne y, elle aaugmenté dans tous les milieux : H2SO4, DCM et TM (~ 10 %), DW
(30 %) et HCl (40 %). D’un autre côté, l’accroissement de f est conséquent dans les cas
de DW et HCl (> 80 %) alors qu’il est resté assez petit pour H2SO4. Après 1290 jours, la
rugosité s’est comportée différemment ; elle a diminué à la surface interne alors qu’elle a
augmenté à la surface externe dans plusieurs milieux. Les propriétés mécaniques se
retrouvent négativement affectées sauf pour f qui a enregistré, comme attendu de la
littérature, une croissance dans tous les milieux et qui reste très affirmée notamment pour
DCM, DW et HCl. Comme prévu, la cristallinité et l’OIT aux abords des deux surfaces
ont subi une nette diminution à long terme à cause de la consommation, surtout dans les
milieux acides, des antioxydants (AO) et autres additifs stabilisants.