Impact of the sourcing variability on the mechanical properties of recycled PP for loading speeds from quasistatic to dynamic

Impact de la variabilité du sourcing des PP recyclés sur les propriétés mécaniques pour des vitesses de chargement : du quasistatique au dynamique

Hamdi Jmal (1) , Nadia Bahlouli (1) , Christiane Wagner-Kocher (2, 3, 4) , Dimitri Leray (5) , Frédéric Ruch (5) , Jean-Nicolas Munsch (6) , Michel Nardin (6)

1 ICube - Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie
2 LPMT - Laboratoire de Physique et Mécanique Textiles
3 LMGC - Laboratoire de Mécanique et Génie Civil
4 BIOTIC - Biomécanique des Interactions et de l'Organisation des Tissus et des Cellules
5 CETIM-CERMAT
6 IS2M - Institut de Science des Matériaux de Mulhouse

The regenerated PP is generally classified according to its "grade" which corresponds to the Melt Flow Index "MFI". Depending on customer requirements, recyclers introduce additives and fillers to control the grade of the regenerated PP. Thus, the properties of recycled polypropylene depend on the origin of waste deposits and their chemical constituents. The aim of this study is to understand the influence of the strain rate on the behavior and the mechanical properties of regenerated polypropylenes for applications in structures subjected to loads ranging from quasi-static to dynamic. Three polypropylenes with three different Melt Flow Index were studied. The chemical constituents of the recycled polypropylene are determined by physico-chemical analysis. Quasi-static tensile test and dynamic compression tests through Hopkinson bar device at different strain rates allow identifying the sensitivities of the mechanical properties such as modulus of elasticity, elastic limit, strain Maximum and failure mechanisms. The results obtained are compared with those of a virgin (non-recycled) polypropylene.

Les matériaux polypropylène PP issus d'un processus de recyclage sont régénérés à l'aide de charges renforçantes. Les matériaux obtenus sont généralement classés selon leur grade qui correspond à l'indice de fluidité « MFI ». En fonction des demandes des clients, les recycleurs introduisent des additifs et/ou des charges afin de contrôler le grade du PP régénéré. Les propriétés du polypropylène recyclé dépendent donc de l'origine des dépôts de déchets et de leurs constituants chimiques. L'objectif de ce papier est de mieux comprendre l'influence des additifs et/ou des charges sur la sensibilité à la vitesse de déformation sur le comportement et les propriétés mécaniques des polypropylènes régénérés utilisés dans des applications de structures soumises à des chargements allant du quasi-statique au dynamique. Trois polypropylènes avec trois indices de fluidité différents à l'état fondu ont été étudiés. Les constituants chimiques du polypropylène recyclé sont déterminés par analyse physico-chimique. Des essais de traction et de compression à différentes vitesses de déformation pour certains réalisés sur des barres d'Hopkinson permettent d'identifier les sensibilités à la vitesse des propriétés mécaniques telles que le module d'élasticité, la limite d'élasticité, la contrainte maximale et les mécanismes de défaillance. Les résultats obtenus sont comparés à ceux d'un polypropylène non recyclé (Vierge de retraitement.

Domaines: Biomécanique [physics.med-ph]; Génie mécanique [physics.class-ph]; Mécanique des matériaux [physics.class-ph]

Hamdi Jmal, Nadia Bahlouli, Christiane Wagner-Kocher, Dimitri Leray, Frédéric Ruch, et al.. Impact de la variabilité du sourcing des PP recyclés sur les propriétés mécaniques pour des vitesses de chargement : du quasistatique au dynamique . Journées Nationales sur les Composites, Jun 2017, Champs-sur-Marne, France. ⟨hal-01534715⟩