Facteurs d'échelle dans l'analyse du comportement mécanique de composites particulaires. Rôle de l'interface et du couplage mécanique entre phases

par Patrice Melé

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de N. Alberola.

Soutenue en 1995

à Chambéry .

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  • Résumé

    L’objectif de cette étude est d'analyser finement les comportements viscoelastiques et aux grandes déformations des composites particulaires à matrice polymère amorphe, afin de dégager les rôles respectifs joués par la matrice, la phase dispersée et l'interface sur les propriétés mécaniques quasi statique et au choc. L’analyse du comportement viscoélastique des composites particulaires biphasiques, constitués soit d'une matrice polystyrene (ps) soit copolymere styrene acide methacrylique renforcée de billes de verre, a permis de distinguer les contributions respectives du couplage mécanique entre phases, des modifications microstructurales induites par des interactions spécifiques à l'interface charges/polymere. Une telle séparation a été assurée grâce au développement d'un modèle mécanique auto cohérent, assorti du concept de percolation. Cette simulation a permis en particulier de montrer que la forte diminution du facteur d'amortissement des composites à matrice ps renforcée par de forts taux de verre (<20%) serait essentiellement due à la formation d'agrégats, amplifiant l'intensité de l'effet de couplage mécanique. Les modifications des spectres viscoélastiques des composites à matrice sama traduiraient la diminution de la mobilité moléculaire des chaines de la matrice induites par la formation de liaisons hydrogène entre les fonctions acide méthacrylique et les fonctions silanols a la surface du renfort. L’application de ce modèle aux composites triphasiques ps/sebs/billes de verre et ps/sama/billes de verre a montré que la présence d'une interphase élastomère (sebs) conduit principalement à un accroissement du phénomène de couplage mécanique entre phases. Au contraire, la présence d'interactions physico-chimiques additionnelles entre constituants a été mise en évidence lors de l'enrobage des billes de verre par le sama. Les modifications des comportements mécaniques quasi statique et dynamique (traction-choc), en particulier les propriétés plastique et à la rupture, sont conditionnées non seulement par la nature de l'interphase et par l'intensité des interactions entre phases, mais également par le mode d'endommagement principal intervenant dans la phase continue

  • Titre traduit

    Scaling concept in the analysis of the mechanical behaviour of particulate composites. Role of the interface and the mechanical coupling effect between phases


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Informations

  • Détails : 240 p.
  • Annexes : 213 REF.

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