Adaptation de l'essai de bipoinconnement a l'etude des polymeres : influence des conditions de cristallisation sur le comportement rheologique et tribologique d'un polyethylene haute densite

par Pascal Ferrandez

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Jean-Marc Haudin.

Soutenue en 1987

à l'EMP .

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  • Résumé

    Cette etude porte sur les relations entre les conditions de cristallisation d'un polyethylene haute densite, les morphologies qu'elles imposent et les proprietes rheologiques et tribologique qui en resultent. Deux types de morphologie ont ete observes lors de cristallisation isotherme: des axialites pour des temperatures de cristallisation superieures a 125#oc, des spherolites pour des temperatures inferieures. Une etude cinetique de la cristallisation a permis de relier ces morphologies avec les regimes 1 et 2 de croissance prevus par la theorie de la croissance des polymeres. Ce resultat deja publie dans le cas de fractions monodisperses est original pour un polyethylene haute densite polydisperse. Le bipoinconnement consiste en un essai de frottement lors d'une compression en deformation plane. Une nouvelle machine de bipoinconnement a ete specialement concue et realisee pour cette etude. Elle permet une observation par microscopie optique de polymere lors de sa deformation. Le modele rheologique prend en compte le durcissement du materiau avec la deformation, la sensibilite a la vitesse de deformation de la contrainte d'ecoulement et sa piezodependance. Deux modeles ont ete retenus pour decrire le frottement du polymere sur les poincons: le modele de coulomb et le modele de tresca. Les morphologies creees lors de cristallisation isotherme ont ete caracterisees par bipoinconnement. Des instabilites de deformation apparaissent pour des temperatures d'essai inferieures a 30#oc, uniquement pour les axialites et pour des echantillons spherolitiques ayant subi un long recuit. De tous les coefficients, seule la consistance varie avec les parametres experimentaux. Elle diminue lorsque la temperature d'essai augmente. Elle augmente avec la temperature de cristallisation et le temps de recuit, ce qui peut etre explique par l'augmentation du taux de cristallinite avec ces parametres. Le


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