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Comportement en fatigue et influence de la température sur les propriétés en traction du PLA

Ménard, Claire (2015). Comportement en fatigue et influence de la température sur les propriétés en traction du PLA. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Les enjeux environnementaux actuels conduisent à diminuer l’utilisation de matériaux obtenus à partir de ressources fossiles. Les plastiques usuels tendent donc à être remplacés par des polymères plus « verts » tels que l’acide poly-lactique (PLA), polymère biosourcé et biodégradable. La connaissance approfondie des propriétés de ce matériau est donc primordiale, notamment en termes de tenue en fatigue et d’influence de la température sur les propriétés en traction. Dans cette étude, des éprouvettes de PLA sont testées en traction monotone, selon la norme ASTM D638-10, à différentes températures comprises entre la température ambiante (23°C) et la température de transition vitreuse du matériau (55-60°C). Les résultats montrent une décroissance de 30% du module d’élasticité et de 60% de la résistance à la traction entre ces deux températures. Cette diminution est principalement due à une chute importante des propriétés mécaniques au-delà de 50°C. De plus, des essais de fatigue en traction ont été menés à des taux de charges compris entre 40 et 80% de la résistance en traction, à température ambiante dans le but de tracer la courbe de Wöhler du PLA. Les faciès de rupture des éprouvettes ont finalement été observés au microscope électronique à balayage (MEB) afin d’identifier les mécanismes de rupture en fatigue du PLA.

Titre traduit

Fatigue behavior and influence of temperature on tensile properties of PLA

Résumé anglais

Current environmental issues reduce the use of materials obtained from fossil resources. The usual plastics therefore tend to be replaced by more green polymers such as polylactic acid (PLA), a bio-based and biodegradable polymer. Knowledge on the properties of this material is essential, especially in terms of fatigue strength and influence of temperature on tensile stiffness and strenght. In this study, the PLA samples are submitted to monotonic tensile tests, according to ASTM D638-10, at various temperatures between room temperature (23°C) and the glass transition temperature of the material (55-60°C). The results show a decrease of 30% of the modulus of elasticity and 60% of the tensile strength between these two temperatures. This decrease is mainly due to a significant drop in the mechanicalproperties beyond 50°C. In addition, tensile fatigue tests were conducted at loads rate between 40 and 80% of tensile strength, at room temperature in order to plot the Wöhler curve of PLA. The ruptured specimens were finally observed with a scanning electron microscope (SEM) to analyze the failure mechanisms in fatigue of PLA.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie mécanique". Bibliographie : pages 81-82.
Mots-clés libres: Acide polylactique Propriétés thermomécaniques. Acide polylactique Fatigue. Résistance à la traction. acide poly-lactique, PLA, fatigue, température
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Ngô, Anh-Dung
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Demarquette, Nicole R.
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt: 10 sept. 2015 17:49
Dernière modification: 10 sept. 2015 17:49
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1499

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