Dynamic compression behavior of recycled polypropylene under different temperature

Comportement dynamique sous différentes températures des polypropylènes recyclés

Hamdi Jmal (1) , Wiyao Azoti (1, 2) , Christiane Wagner-Kocher (3, 4) , Raphaël Dupuis (5) , Nadia Bahlouli (1)

1 ICube - Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie
2 ECAM Strasbourg-Europe
3 LPMT - Laboratoire de Physique et Mécanique Textiles
4 BIOTIC - Biomécanique des Interactions et de l'Organisation des Tissus et des Cellules
5 IRIMAS - Institut de Recherche en Informatique Mathématiques Automatique Signal

In order to satisfy the different customer requirements such as use temperature and speed, recyclers introduce additives and/or fillers to the regenerated polypropylene. However, this addition can change significantly the mechanical properties as well as the deformation mechanisms. Moreover, the properties of the regenerated material depend necessarily on the waste deposit origins and on the chemical constituents. The objective of this paper is to understand the influence of adjuvants, fillers and/or contaminants on the dynamic behavior of the regenerated polypropylene under different temperatures. We considered a first sample of regenerated PP which contains three references with three different fluidity indices (grades). To determine the variability of the mechanical properties over a one-year period, different samples of regenerated PP grade 10 from the same recycling process were collected every three months and studied. The chemical constituents of the recycled polypropylene were determined by physico-chemical analysis in a previous study [1]. Dynamic compression tests on Hopkinson bars are then performed at different temperatures, below and above the glass transition temperature. This experimentation allows Comptes Rendus des JNC 21-Bordeaux INP-1-3 juillet 2019 2 identifying the sensitivity of the dynamic behavior to the temperature. The results obtained are finally compared with those of a non-regenerated (Virgin) PP in order to explain the combined effect of additives and recycling.

Pour répondre à des cahiers des charges très variables en termes de conditions d'usage telles que la température et la vitesse, les recycleurs de polypropylène PP sont amenés à ajouter des adjuvants et/ou des charges. Toutefois, l'ajout de certains éléments peut modifier considérablement les propriétés mécaniques ainsi que les mécanismes de déformation. De plus, les propriétés du matériau recyclé dépendent forcément de l'origine des dépôts des déchets. L'objectif de cette étude est de comprendre l'influence des adjuvants et des charges et/ou contaminants sur le comportement dynamique sous différentes températures des polypropylènes recyclés. Nous avons considéré un premier lot de PP régénérés comportant trois références qui correspondent à trois indices de fluidité (grades) différents. Afin de déterminer la variabilité des propriétés mécaniques sur une durée d'une année, différents lots de PP régénérés de grade 10 issus du même procédé de recyclage ont été prélevés tous les trois mois et étudiés. Les constituants chimiques des polypropylènes recyclés ont été déterminés par analyses physico-chimiques lors d'une précédente étude [1]. Des essais de compression dynamique sur des barres d'Hopkinson sont ensuite réalisés à différentes températures, en dessous et au-dessus de la température de transition vitreuse, permettant ainsi d'identifier la sensibilité du comportement à la température lors de sollicitations sévères de type choc. Les résultats obtenus sont finalement comparés à ceux d'un PP non régénéré pour expliquer l'effet combiné des additifs et du recyclage.

Mots clés: dynamic behavior; temperature effects; mechanical properties; regenerated polypropylene

Mots clés: régénération; polypropylène; grade; comportement dynamique; effet de température; propriétés mécaniques

Domaines: Matériaux; Mécanique des matériaux [physics.class-ph]

Hamdi Jmal, Wiyao Azoti, Christiane Wagner-Kocher, Raphaël Dupuis, Nadia Bahlouli. Comportement dynamique sous différentes températures des polypropylènes recyclés. Journées Nationales sur les Composites, Association pour les MAtériaux Composites (AMAC), Jul 2019, Bordeaux, France. ⟨hal-02172164⟩