Elaboration and characterization of a composite material based on unsaturated polyester resin (UPR) reinforced with perlite

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2023-07-06

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The main objective of this work is the study of the effect of the incorporation of a mineral charge, perlite, in a thermosetting matrix based on an unsaturated polyester resin, of the isophthalic resin type, on the mechanical, physical and morphological properties of composite materials containing various rates of minerals, having different dimensions, in particular higher than 50 µm and lower than 50 µm, treated and not treated. The composites were prepared by the contact molding process. The study of the mechanical properties, carried out by determining the stress at break and strain at break, impact resistance and fracture resistance, showed that these properties increase up to 4 % due to the strong affinity between the two components and the good dispersion of the filler; then, decrease when the content of the filler increases which does not allow an adequate dispersion and creates agglomerations that initiate the break. A good correlation was observed between the results of the mechanical tests and the SEM observations, which reveal that for lower concentrations, the perlite particles are well dispersed in the resin, but also the evidence of agglomerations when the filler content increases
L’objectif principal de ce travail est l’étude de l’effet de l’incorporation d’une charge minérale, la perlite dans une matrice thermodurcissable à base d’une résine polyester insaturée, de type résine isophtalique, sur les propriétés mécaniques, physique et , morphologique  des matériaux composites comportant des taux variés de minerais, présentant différentes dimensions, notamment supérieure à 50µm, et inférieure à 50µm traité et non traité. Les composites ont été préparés par le procédé de moulage au contact ; Les plaques des  composites sont durcies pendant 24 h à la température ambiante puis mises en étuve pendant 16 heures à 40 °C pour subir une post-cuisson. L’étude de propriétés mécaniques réalisées par la détermination de la contrainte à la rupture et la déformation à la rupture, la résistance à l'impact  et la résistance à la rupture  a montré que ces propriétés augmentent jusqu'à 4% en raison de la forte affinité entre les deux composants et de la bonne dispersion de la charge. Après, ils diminuent lorsque la teneur de la charge augmente et cela ne permettent pas une dispersion adéquate et crée des agglomérations  qui initient la rupture. Une bonne corrélation a été observée entre les résultats des essais  mécaniques  et les observations au MEB qui a révélé que pour des concentrations plus faibles, les particules de la perlite sont bien dispersés dans la résine, mais les agglomérations sont mises en évidence lorsque la teneur en charge augmente.

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