[PDF] Comportement mécanique des polymères





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Comportement thermique des métaux cristallins On consid`ere que les électrons de conduction d'un métal cristallin constituent un gaz parfait.



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Comportement mécanique des polymères

L'amplitude des transitions dépend du polymère. e.g. la transition vitreuse n'affecte que l'amorphe. Moins sensible pour un polymère semi cristallin 



Mécanismes de déformation dans les polymères semi-cristallins

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Mécanique des polymères semi-cristallins

Le laboratoire travaille depuis une trentaine d'années sur différents aspects du comportement mécanique et de l'endommagement des polymères semi-cristallins 



CHAPITRE XVII : COMPORTEMENT MECANIQUE DES POLYMERES

Le comportement mécanique des polymères est caractérisé par une très grande diversité apparente. Ainsi un polymère semi cristallin injecté peut être.



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Polymère semi-cristallin = partie amorphe + cristaux taux de cristallinité < 100 %. Structure des matériaux polymères et transitions de phase :.



La théorie du champ cristallin

Ce cours résume les grandes notions développées dans le cadre du champ cristallin Les objectifs de ce cours sont : - Connaître les principes et les fonctions du champ cristallin appliqués à la chimie - Savoir calculer le compte électronique des complexes - Déterminer les complexes qui ont un champ fort



Les lentilles (convergentes divergentes) Alloprof

B Description du cours Ce cours du champ cristallin est destiné aux étudiants de 3ieme année d'enseignement supérieur de spécialité chimie physique Le premier chapitre introduit les notions fondamentales et les premières définitions utilisées dans le cadre du champ cristallin



CRISTALLOGRAPHIE ET DIFFRACTION DES RAYONS X

Le comportement des cristaux vis-à-vis des rayons-X contraste avec celui des solides amorphes (solides non cristallins) des liquides ou des gaz Ces phases dévient également un faisceau de rayons-X Mais elles donnent lieu à un phénomène de diffusion continu



Chapitre 2 – Les Réseaux Cristallins

Cet arrangement définit le réseau cristallin Un ensemble de maille forme le réseau cristallin de la structure du solide Un Cristal monoatomique Infini: la distance entre deux atomes voisins est de quelques angströms (1 Å = 10-10 m) Dans un cristal de 1 m3 il y a 1012 atomes Régulier: les atomes sont empilés de manière



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Quel est le rôle du cristallin?

Le cristallin a pour rôle de faire converger les rayons lumineux jusqu'à la rétine afin de permettre la formation d'une image nette. Puisque les rayons lumineux arrivent de sources différentes, le cristallin doit être en mesure de changer de forme afin de permettre en tout temps la formation d'une image nette.

Quels sont les troubles du cristallin ?

De manière générale, deux catégories de troubles affectent le cristallin : ceux qui ont une incidence sur son élasticité, et ceux qui touchent sa clarté. Ces troubles, qui sont habituellement le résultat du vieillissement naturel de l’œil, portent le nom de dysfonctionnement progressif du cristallin, un terme qui décrit leur caractère évolutif.

Comment se forme le cristallin au cours de l’existence ?

La croissance du cristallin au cours de l’existence est assurée par les cellules germinatives de l’épithélium cristallinien, qui se situent dans la région pré équatoriale antérieure. Ces cellules s’allongent, leur partie basale migrant vers le pôle postérieur, et leur partie apicale (sommet de la cellule) vers le pôle antérieur.

Qu'est-ce que le cristallin ?

Le cristallin, qui fait fonction de lentille à l’intérieur de l’œil, permet le passage des rayons lumineux et de diriger l’image sur la rétine qui, elle-même, la transmet au cerveau. La cataracte apparait lorsque ce cristallin devient opaque et empêche le passage des rayons lumineux.

MINES DE PARIS

-CENTRE DE MISE EN FORME DES MATERIAUX -UMR CNRS 7635

Comportement

mécanique des polymères

Noëlle BILLON

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Comportement mécanique des polymères

GénéralitésEffet de la température

a) Présentation b) Faibles déformation - Notion de transitions c) Autres caractéristiques

La viscoélasticité

Effet de vitesse et équivalence temps-température

Origine moléculaire

Effet de l"architecture des chaînes

Grande déformation - Plasticité

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En un motDiversité

Dans les types de comportement

Dans les paramètres influant

- Fragiles -Ductiles - Élastiques - Hyper élastiques - Visco élastiques - Durcissants - Adoucissants- Polymère - Formulation - Mise en oeuvre - Sollicitation - Environnement - ConditionnementComportement mécanique des polymères

Visco - élasticité, plasticité

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3 grandes classes macroscopiques

AllongementForce

Striction

Un exemple: la traction uniaxiale

Rigide - fragile

Ductile

Caoutchoutique

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Rigide fragile:

Les thermodurcissables très réticulés

Mais aussi

Tous les autres à hautes vitesses, hautes pressions et basses températures

Les chargés fibres ...

Ductile:

Thermoplastiques amorphes à vitesse et température intermédiaires

Thermoplastiques semi-cristallins

Caoutchoutique:Thermoplastiques amorphes et les élastomères à haute température ou basse vitesse

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Pour une condition donnée

on trouve "toujours" un polymère de chaque classe

Pour un polymère

on trouve "toujours" (ou presque) une condition qui le fait rentrer dans une classe ou une autre

Température

Pression

VitesseMode

- Formulation - Sollicitation- Environnement - Conditionnement - Mise en oeuvre

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Comportement mécanique des polymères

GénéralitésEffet de la température

a) Présentation b) Faibles déformation - Notion de transitions c) Autres caractéristiques

La viscoélasticité

Effet de vitesse et équivalence temps-température

Origine moléculaire

Effet de l"architecture des chaînes

Grande déformation - Plasticité

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2004006008001000

0 10 20 30 40 50

60

Displacement (mm)

Force (N)

90°C

70°C

110°C

130°C

135°C

20 mm40 mmVitesse constante

LubrificationRéversible !

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010203040506070

2 4 6 8 10Contrainte (MPa)

Taux d"élongation (L/L

0)23 °C 75 °C 85 °C 95 °C

Polyéthylène téréphtalate (PET)

amorphe, 0,01 s -1

050100150200

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1Compression 10

-3 s-1

23 °C50 °C80 °C120 °CContrainte (MPa)

Déformation

Polycarbonate (PC) amorphe,

0,001 s

-1140 °C

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Comportement mécanique des polymères

GénéralitésEffet de la température

a) Présentationb) Faibles déformation - Notion de transitionsc) Autres caractéristiques

La viscoélasticité

Effet de vitesse et équivalence temps-température

Origine moléculaire

Effet de l"architecture des chaînes

Grande déformation - Plasticité

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Écoulement

Fluide

Polymères amorphes solides si on regarde les modules

Log(Module)

Vitreux

fragile

Température

Vitreux

ductile

Transition

vitreuse aaaa

Élastomère

Plusieurs décades

Caoutchoutique

Transition sous

vitreuse bbbb

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Module

Polymères thermoplastiques solides

Amorphe

Semi-cristallin

Caoutchoutique

Vitreux Ductile

Vitreux

Fragile

TempératureTransition vitreuse

Écoulement

Élastomère

Transition sur vitreuse

Fusion

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020406080100

0 0,5 1 1,5 2

Contrainte (MPa)

Déformation

25 °C

35 °C

50 °C65 °C

Le polypropylène (PP) semi cristallin. Tg = -20 °C, Transition à 40 - 60 °C. Fusion 160 °C

0,001 s-1

2 10 9 1 10 9

0 20 40

- 20 2 10 9 1 10 9

Température (°C)

2 10 9 1 10 9

0 20 40

- 20 2 10 9 1 10 9

Température (°C)

Module (Pa)

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-CENTRE DE MISE EN FORME DES MATERIAUX -UMR CNRS 7635 Comportement très dépendant de la température La position des transitions dépendent du polymère e.g. Tg: -20 (PP), 77 (PET), 105 (PS) 140 °C (PC) et de la vitesse Existence de transitions qui se traduisent par une évolution brutale Fragile - ductile, Vitreuse et d"autres sous ou sur vitreuse La plus importante est la transition vitreuse qui s"accompagne d"un changement profond du comportement

L"amplitude des transitions dépend du polymèree.g. la transition vitreuse n"affecte que l"amorpheMoins sensible pour un polymère semi cristallin

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Polymères thermoplastiques

Température

Transition vitreuse

Propriétés d"emploi

Mise en forme: extrusion, injection

Module

Amorphe

CaoutchoutiqueVitreux DuctileVitreux

Fragile

Fusion

Semi-cristallin

Mise en forme: thermoformage, soufflage

Développement de microstructure

Elastomère

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Du point de vue technologique il faut d"abord localiser les transitionsUn polymère semi cristallin peut être utilisé au dessus de sa transition vitreuseUn polymère amorphe ne peut pas être utilisé au dessus de sa transition vitreuse

Un polymère semi cristallin ne peut pas être mis en forme sur son plateau caoutchoutique (il faut entrer dans sa zone de fusion) Un polymère amorphe peut être transformé à l"état caoutchoutique Si on a besoin de cette grande élasticité il faut le réticuler Ce sont les élastomères : polymères amorphes réticulés au dessus de la transition vitreuse par définition

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Comportement mécanique des polymères

GénéralitésEffet de la température

a) Présentation b) Faibles déformation - Notion de transitionsc) Autres caractéristiques

La viscoélasticité

Effet de vitesse et équivalence temps-température

Origine moléculaire

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