EuroWire July 2017

Article technique

De même, la quantité de peroxyde non réactif des composés MV TPV a été calculée, étant donné que l’MV TP79 A, B et l’MV TP79 C ont été formulés respectivement avec 75% et 70% du MV IS79 non vulcanisé. À partir des données recueillies et montrées à la Figure 4, le peroxyde résiduel relevé dans le composé MV TP79 A était d’environ 4% (ΔH = -0,27 J/g) et dans le MV TP79 B était d’environ 5% (ΔH = -0,33 J/g). Pour le composé MV TP79 C, le peroxyde résiduel calculé était d’environ 11% (ΔH = -0,68J/g). Ces résultats confirment sans aucun doute la décomposition presque complète du peroxyde initial lors de la vulcanisation dynamique. 2.3 Rhéologie Les études rhéologiques sont fonda- mentales pour prédire le comportement en extrusion des composés. Par conséquent, nous avons étudié la rhéologie à des vitesses de cisaillement apparentes de 200s -1 à 1s -1 dans un rhéomètre capillaire du type Göttfert Rheograph 2002. Le rapport L/D (longueur/diamètre) du capillaire était égal à 30 et les mesures ont été effectuées à 180°C. La température a été choisie pour permettre la fusion complète du PP. Normalement, les composés standard tels que le MV IS79 sont caractérisés à 125°C avant l’étape de vulcanisation; cependant, à cette température, le PP n’est pas fondu, ce qui conduit à des résultats trompeurs. En raison de la température d’essai élevée, pour empêcher la décomposition du peroxyde pendant l’analyse, le composé MV IS79 a été étudié sans peroxyde. Comme mentionné précédemment, les composés de référence MV Ref AB et C ont été inclus dans cette étude pour souligner le changement du comportement rhéologique résultant de la vulcanisation dynamique. Les diagrammes indiquant l’effort de cisaillement apparent en fonction de la vitesse de cisaillement apparente sont représentés à la Figure 5 . La réponse du MV IS79 est typique des composés à base d’EPDM/PE: l’effort de cisaillement diminue rapidement de manière presque linéaire au fur et à mesure que la vitesse de cisaillement diminue. De petits écarts par rapport à une linéarité parfaite peuvent être remarqués et sont généralement attribués aux caoutchoucs EPDM.

MV Ref AB et C présentent le même modèle avec l’effort de cisaillement traduit par des valeurs inférieures. Cet effet est causé par la phase thermoplastique, qui présente une viscosité plus faible à cette température. Il s’ensuit qu’en augmentant le contenu de PP, l’effort de cisaillement diminue. En raison de la nature différente des composés MV TPV, leur comportement rhéologique est plutôt différent [6,7] . Essentiellement, un tel caractère différent provient de la réponse élastique des particules réticulées élastomériques, qui est dominant à de faibles efforts de cisaillement. Au contraire, à des efforts de cisaillement élevés, le comportement des composés TPV est déterminé par la phase thermoplastique. En conséquence, les trois composés MV TPV présentent un comportement similaire aux composés de référence à des vitesses de cisaillement élevées. Différemment, à de faibles vitesses de cisaillement, les courbes sont clairement divergentes. En se concentrant uniquement sur les composés MV TPV, comme indiqué précédemment pour le MFI dans la section 2.1, en équilibrant soigneusement les composants et en choisissant correctement le PP, il est possible de “régler” le comportement rhéologique des composés MTV MV en conservant ou même en améliorant les propriétés thermomécaniques. À cet égard, le MV TP79 C présente des contraintes inférieures, c’est-à-dire une viscosité, jusqu’à des vitesses de cisaillement très faibles avec les meilleures propriétés thermomécaniques parmi les composés MV TPV étudiés. ▼ ▼ Figure 6 : Diagrammes de contrainte-déformation des composés isolants MV. Lignes pointillées: composés de référence

Température [ºC] Flux de chaleur Endo Up

▲ ▲ Figure 4 : Analyse DSC des composés MV TP79 A (en haut), MV TP 79 B (au milieu) et MV TP79 C (en bas)

apparente [Pa]

Contrainte de cisaillement

Taux de cisaillement apparente [Pa]

La rhéologie et les propriétés mécaniques des deux composés de référence ont été analysées par rapport aux composés MV TPV présentés dans cet article pour démontrer notre capacité d’obtenir des composés TPV de manière reproductible et contrôlée. 2.2 Analyse DSC Afin de déterminer la quantité résiduelle de peroxyde non réactif dans les composés après le processus de vulcanisation, on a effectué l’analyse DSC. Les spectres ont été mesurés dans un Perkin-Elmer DSC 6000 dans une atmosphère d’azote inerte de 0°C à 230°C avec une vitesse de chauffage de 20°C/ min, après chauffage, les échantillons ont été refroidis à 0°C avec une vitesse de 10°C/min. Ce cycle a été répété trois fois. Cependant, comme l’objectif de cette étude était de quantifier le rapport entre le peroxyde initial et résiduel (après durcissement ou vulcanisation dynamique), seul le premier cycle de chauffage est présenté et discuté ci-dessous. Tout d’abord, le composé MV IS79 non vulcanisé contenant 100% de peroxyde non réactif a été analysé et utilisé comme référence. À partir de l’analyse DSC représentée à la Figure 3, l’enthalpie de réaction (ΔH) estimée résultant de la décomposition du peroxyde était de -8,97 J/g. La même figure représente également le graphique DSC du composé MV IS79 vulcanisé (10 minutes à 180°C). On a relevé une valeur ΔH de -1,16J/g, correspondant à un résidu d’environ 13% de peroxyde n’ayant pas réagi. Cela indique que le composé MV IS79 a été presque complètement vulcanisé. ▲ ▲ Figure 5 : Contrainte de cisaillement apparente en fonction de la mesure du taux de cisaillement apparent à 180°C des composés isolants MV. Lignes pointillées: composés de référence

TS [N/mm 2 ]

EB [%]

▼ ▼ Tableau 3 : Essai de pression à chaud et de contraction longitudinale à 130°C des composés de MV TPV

MV TP79 A

MV TP79 B

MV TP79 C

Essai de pression à chaud 1 [%] Contraction longitudinale 1 [%]

n.a. 2

27 11

3 2

14

1 CEI 20-86; 2 Non applicable

64

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