EOW May 2014

Article technique

SA1 et SA2 comme moyenne pondérée, le coefficient de friction de l’échantillon C devrait être la moyenne pondérée des échantillons A et B. Toutefois, lorsqu’on ajoute les deux additifs de manière à ce que le contenu total d’additif soit égal à 1,25%, l’on enregistre une synergie dans le comportement de glissance, avec une réduction conséquentielle d’environ 50% du coefficient de friction par rapport au matériau de contrôle. Pour comprendre l’origine de la synergie entre les additifs de glissance on a utilisé un microscope à force atomique ( AFM - Atomic Force Microscope ) pour représenter la surface des plaques utilisées pour mesurer le coefficient de friction. Le microscope à force atomique utilise une technique superficielle qui est moins influencée par l’épaisseur de la plaque et permettrait donc la meilleure compréhension du coefficient de friction qui est un phénomène superficiel. Les images du microscope AFM des plaques réalisées avec les échantillons A, B et C sont illustrées à la Figure 2 . La figure montre des différences claires entre les morphologies des trois échantillons. À la Figure 2a , qui ne contient que l’additif SA2, la morphologie sphérulitique du HDPE de la résine de base est toutefois visible dans la topologie. L’image de la phase correspondante ( Figure 2d ) ne montre aucun domaine de phase indiquant une surface avec un comportement viscoélastique homo- gène. Cela suggère que la surface soit couverte par une couche superficielle mince d’additif de glissance SA2 migré à la couche supérieure de la résine de HDPE. AFM en modalité intermittente sonde un échantillon jusqu’à une profondeur d’environ 20nm. Normalement, le microscope

Topographie

Topographie

Topographie

Phase

Phase

Phase

▲ ▲ Figure 2 : Micrographies AFM de la topologie superficielle des plaques avec (a) échantillon A, (b) échantillon B, et (c) échantillon C et image de la phase des plaques avec (d) échantillon A, (e) échantillon B et (f) échantillon C

de la surface sur le coefficient de friction. Les données reportées dans cette étude sont les valeurs du coefficient de friction obtenues au 40 ème cycle.

Ensuite, les matériaux composés ont été placés entre deux feuilles de Mylar et pressées jusqu’à devenir plats dans une presse pour le traitement suivant. 2.3 Préparation des plaques La quantité désirée de matériau composé a été premièrement pesée et ensuite placée entre deux feuilles de Mylar. À l’extérieur des feuilles de Mylar, deux feuilles d’aluminium et les plaques moulées des matrices d’acier inoxydable ont été placées. Le Mylar est au contact du matériau pour en éviter le collage aux plaques métalliques. La matrice remplie a été placée dans la presse à une température de 180°C (+5°C ou – 5°C). La presse a été fermée et actionnée avec une pression de 500psi pendant cinq minutes et ensuite à 2 500psi pendant cinq minutes. Le système de refroidissement a été configuré pour refroidir les plaques moulées à une vitesse de 10°C par minute. La plaque a été retirée lorsque la température a atteint 35°C. 2.4 Mesure du coefficient de friction Le coefficient de friction est mesuré conformément à la méthode ASTM D1894 en utilisant un tribomètre. Pour effectuer les mesures, on a utilisé des sphères HDPE réalisées pour Precision Plastic Ball Co. On a mesuré la force de friction de chaque échantillon dans deux points pour chaque force normale de 100N, 200N et 300N. Pour calculer le coefficient de friction on a utilisé l’inclinaison de la force normale par rapport à la force de friction. Chaque point de mesure a été réalisé avec une nouvelle sphère de HDPE et répété pendant 40 cycles pour démontrer l’effet de l’usure

3 Résultats et discussion

Le coefficient de friction mesuré sur les plaques est illustré à la Figure 1 . l’échantillon A, qui contient 1,25% d’additif SA2, montre environ 30% de réduction du coefficient de friction, tandis que l’échantillon B, qui contient 1,25% d’additif SA1, montre environ 40% de réduction du coefficient de friction par rapport au matériau de contrôle. Si l’on considère la réduction du coeffi- cient de friction dans le mélange d’additifs

▼ ▼ Figure 3 : Schéma de corrélation entre le coefficient de friction mesuré en laboratoire sur des plaques dans un tribomètre et auprès de Plumettaz dans les câbles

dans le laboratoire

Coefficient de friction des plaques

Coefficient de friction du câble Plumettaz

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Mai 2014