Les matériaux composites représentent une solution très adéquate aux exigences du marché, ils représentent une légèreté appréciable toute en préservant des caractéristiques mécaniques intéressantes, ils sont excessivement étudié ces dernières années. Cette présentation met l'accent sur les propriétés mécaniques et électriques de ces matériaux avec une étude corrélative à la fin, on se limite aux Elastomères chargés par des noires de carbones.

1. MATERIAUX
COMPOSITES
Corrélation entre les
propriétés électriques et
mécaniques des élastomères
Chargés
Encadré par :
• Mr. MDAGHRI Ahmed
Réalisé par :
• DIMOKRATI Ahmed
• CHERRADI Youssef
15-04-2016

2. Plan
I. Introduction
II. Caractéristiques
des constituants
III. Les propriétés électriques et
mécaniques des élastomères
chargés
IV. Corrélation entre les propriétés
électriques et mécaniques
V. Conclusion

3. I. Introduction
Elastomères chargés ??

4. Propriétés électriques des élastomères chargés.
• La théorie de percolation:

5. Les caractéristiques influençant les propriétés électriques

6. Propriétés mécaniques des élastomères chargés

7. Mise en évidence de l’influence de la fraction volumique des
charges sur les propriétés mécaniques et électriques
Analyse mécanique dynamique “AMD”
Analyse diélectrique «la spectroscopie
d’impédance»
Une gamme de fréquence 0.3 Hz a 105 Hz
Des températures entre -130C et +150C
Seuls des composites avec des fractions
volumique de 0.5, 1, et 1.5 % ont été analysés
“limitation expérimentale”
En mode tension
Une vitesse de chauffage de 3C/min
Pour des températures entre _130C et +130C
Pour des fréquences: 1, 10, 30, 100Hz
DEA 2970/DMA 2980 TA instrument

8. Leyva, M. E., Barra, G. M. O., Moreira, a. C. F., Soares, B. G., & Khastgir, D. (2003). Electric, dielectric, and dynamic
mechanical behavior of carbon black/styrene-butadiene-styrene composites. Journal of Polymer Science.

9. Leyva, M. E., Barra, G. M. O., Moreira, a. C. F., Soares, B. G., & Khastgir, D. (2003). Electric, dielectric, and dynamic
mechanical behavior of carbon black/styrene-butadiene-styrene composites. Journal of Polymer Science.

10. Leyva, M. E., Barra, G. M. O., Moreira, a. C. F., Soares, B. G., & Khastgir, D. (2003). Electric, dielectric, and dynamic
mechanical behavior of carbon black/styrene-butadiene-styrene composites. Journal of Polymer Science.

11. Plus la fraction volumiques des noires de carbones est importante
plus que le matériau présente un comportement rigide et donc un
module de Young élevé par rapport a l’elastomere non chargé.
Le coefficient de perte diminue avec l’addition des charges, et donc
les pertes par frottement sont plus faibles pour une fraction
volumique importante.et par conséquent sa capacité a amortir les
chocs est dégradée.
Les pertes électriques sont beaucoup plus importantes lorsque la
fraction volumique de charges est au dessus du seuil de percolation.
Et donc la conductivité est augmentée
Plus la température augmente plus les propriétés mécaniques sont
altérées et la conductivité électrique est améliorée.
Récapitulatif:

12. Mise en évidence de l’influence de la structure des charges sur
les propriétés mécaniques et électriques
•FEF: “fast extrusion furnace” N550, (structure fine)
•MT: “thermal medium N999, (structure grossière)
•Régime viscoélastique linéaire
•-140°C,+150°C
•100 ,10, 1 Hz
•Amplitude maximal de 2 V
•Entre 10-2 et 106 Hz
•40, 50,60, 70, 80 °C
Analyse mécanique dynamique “AMD”
Analyse diélectrique «la spectroscopie
d’impédance»

13. Griffini, G., Suriano, R., & Turri, S. (2012). Correlating Mechanical and Electrical Properties of Filler-Loaded Polyurethane
Fluoroelastomers : The Influence of Carbon Black.

14. Griffini, G., Suriano, R., & Turri, S. (2012). Correlating Mechanical and Electrical Properties of Filler-Loaded Polyurethane
Fluoroelastomers : The Influence of Carbon Black.

15. Griffini, G., Suriano, R., & Turri, S. (2012). Correlating Mechanical and Electrical Properties of Filler-Loaded Polyurethane
Fluoroelastomers : The Influence of Carbon Black.

16. La structure “la taille et la surface spécifique” possède une grande influence sur
les propriétés mécaniques et électriques.
Plus la structure est fine plus le renforcement mécanique est optimal, les
charges dont la structure est grossière ne montrent aucun effet renforçant.
Une diminution de 70% au niveau des pics du coefficient de perte est observée
en augmentant la fraction volumique des charges de structure fine par rapport a
une diminution de 40% pour les charges d’une structure grossière.
Un demi cercle supplémentaire est observé pour 10 phr des charge FEF, qui
nous renseigne sur la polarisation interfaciale.
La résistivité diminue pour des fractions volumique au dessus du seuil de
percolation pour les charges des structures fines.par contre pour les charges des
structures grossière elle montre une certaine insensibilité.
Faisant augmenter la température une diminution de la résistivité est observée
ainsi qu’une dégradation des propriétés mécaniques
Récapitulatif:

17. Leyva, M. E., Barra, G. M. O., Moreira, a. C. F., Soares, B. G., & Khastgir, D. (2003). Electric, dielectric, and dynamic
mechanical behavior of carbon black/styrene-butadiene-styrene composites. Journal of Polymer Science.

18. Conclusion
• En vue d’optimiser les performances électriques du matériau on introduit des charges
conductrices, ainsi pour une concentration caractéristique la conductivité du
matériau subit une forte augmentation.
• l’addition des charges aura un effet renforçant sur l’elastomere, et le matériau est
ainsi plus rigide et possède des régimes plastiques plus réduits, et donc son
allongement avant rupture est considérablement influencé.
• Plus la concentration de percolation est petite, plus la perte au niveau de ductilité de
matériau est minimisée.
• la concentration de percolation est faible pour les charges qui présente des structures
plus fines c.à.d. ayant une grande surface spécifique et une taille plus petite.
• Selon l’application envisagée, en contrôlant le procédé de fabrication et les
caractéristiques des constituants on peut toujours arriver un compromis entre les
propriétés électriques et mécaniques qui répond bien au cahier de charges.

19. V. Conclusion
Elastomère
chargés
Comportement
mécanique
Comportement
électrique
CorrélationMerci pour votre attention