Facteurs d'echelle dans l'analyse du comportement mecanique de composites particulaires. Role de l'interface et du couplage mecanique 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 etude est d'analyser finement les comportements viscoelastiques et aux grandes deformations des composites particulaires a matrice polymere amorphe, afin de degager les roles respectifs joues par la matrice, la phase dispersee et l'interface sur les proprietes mecaniques quasi statique et au choc. L'analyse du comportement viscoelastique des composites particulaires biphasiques, constitues soit d'une matrice polystyrene (ps) soit copolymere styrene acide methacrylique renforcee de billes de verre, a permis de distinguer les contributions respectives du couplage mecanique entre phases, des modifications microstructurales induites par des interactions specifiques a l'interface charges/polymere. Une telle separation a ete assuree grace au developpement d'un modele mecanique auto coherent, assorti du concept de percolation. Cette simulation a permis en particulier de montrer que la forte diminution du facteur d'amortissement des composites a matrice ps renforcee par de forts taux de verre (<20%) serait essentiellement due a la formation d'agregats, amplifiant l'intensite de l'effet de couplage mecanique. Les modifications des spectres viscoelastiques des composites a matrice sama traduiraient la diminution de la mobilite moleculaire des chaines de la matrice induites par la formation de liaisons hydrogene entre les fonctions acide methacrylique et les fonctions silanols a la surface du renfort. L'application de ce modele aux composites triphasiques ps/sebs/billes de verre et ps/sama/billes de verre a montre que la presence d'une interphase elastomere (sebs) conduit principalement a un accroissement du phenomene de couplage mecanique entre phases. Au contraire, la presence d'interactions physico-chimiques additionnelles entre constituants a ete mise en evidence lors de l'enrobage des billes de verre par le sama. Les modifications des comportements mecaniques quasi statique et dynamique (traction-choc), en particulier les proprietes plastique et a la rupture, sont conditionnees non seulement par la nature de l'interphase et par l'intensite des interactions entre phases, mais egalement par le mode d'endommagement principal intervenant dans la phase continue


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

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