Development of Polylactide (PLA) and PLA Nanocomposite Foams in Injection Molding for Automotive Applications

Les matériaux plastiques sont largement utilisés dans l'automobile, car ils permettent la fabrication de véhicules qui consomment moins d'énergie. Actuellement, l'industrie automobile cherche des solutions de rechange à base de matières bio-ressourcées et renouvelables comme alternative aux plastiques issus du pétrole et ce, afin de réduire la dépendance aux combustibles fossiles. Parmi les polymères issus de sources renouvelables, le polylactide (PLA) a suscité un vif intérêt en tant que polymère vert très prometteur. Aussi, l'utilisation de ce polymère dans les industries durables estelle en plein essor. Par ailleurs, les automobiles économiques en carburant sont aujourd'hui très demandées en raison de l'inquiétude croissante sur les questions environnementales. La consommation de carburant peut être améliorée en réduisant le poids de l'automobile et en utilisant un matériau léger. Une méthode potentielle pour atteindre cet objectif est l'utilisation de la technologie des mousses. La mousse est un matériau où une phase gazeuse est encapsulée par une phase solide. Le processus de moussage consiste en l'incorporation de gaz, la formation d'une solution uniforme polymère-gaz, la nucléation cellulaire, la croissance cellulaire et enfin la stabilisation des cellules. La technologie de moussage permet de fabriquer des pièces allégées avec des propriétés supérieures en comparaison avec leurs homologues solides. Cependant, le moussage du PLA s'est révélé être une tâche difficile principalement en raison des faibles propriétés rhéologiques, d'une fenêtre de mise en forme restreinte et d'une cinétique de cristallisation lente. Le but ultime de ce projet est de réduire de 30 % le poids des nanocomposites de polylactide (PLA)-argile par la fabrication de pièces en mousse moulées par injection. Afin d'utiliser un équipement de mise en forme standard, un agent de soufflage chimique (ASC) a été employé dans le cadre de cette étude. La technique de moulage par injection a été employée, car c'est le procédé de fabrication le plus largement utilisé dans l'industrie et qui peut produire des pièces de formes complexes. Cependant, ce procédé est plus difficile que d'autres procédés de moussage car il possède de nombreux paramètres supplémentaires à contrôler. Dans la première partie de ce projet, nous avons illustré la façon dont la ramification à longues chaînes (RLC) et la structure moléculaire influencent la rhéologie à l'état fondu, la cristallisation et le comportement moussant en discontinu du PLA.