Etude des relations entre contrainte et orientation moleculaire au voisinage de tg dans les polymeres amorphes

par CLARISSE LUAP

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de R. MULLER.

Soutenue en 1996

à Strasbourg 1 .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Les relations entre contrainte et orientation moleculaire ont ete etudiees dans le cas d'un ecoulement elongationnel uniaxial a vitesse de deformation constante. On s'est interesse plus particulierement aux deviations par rapport a la relation de proportionnalite (loi photoelastique lineaire) qui apparaissent quand la temperature d'etirage devient proche de la temperature de transition vitreuse. Ces deviations revelent l'apparition, dans ce domaine de temperature, d'une contribution supplementaire a la containte qui est quasi-constante a vitesse de deformation et temperature fixees. Ces relations ont ete caracterisees pour deux polymeres amorphes, le polystyrene et le polycarbonate. La methode experimentale principale a consiste a realiser des mesures simultanees de birefringence et de contrainte. Nous avons egalement effectue des mesures de dichroisme infra-rouge en cours de deformation qui permettent d'acceder a l'orientation associee a differentes parties de la chaine. On a pu alors verifier que la birefringence reste representative de l'orientation moyenne des chaines et etudier l'influence des parametres fondamentaux que sont la temperature et la vitesse de deformation. L'origine moleculaire de l'exces en contrainte a ete abordee, d'un point de vue experimental, en figeant dans des conditions d'ecoulements bien controles des echantillons dans differents etats de contrainte/orientation. Nous nous sommes attaches a tester les hypotheses de la litterature notamment celles evoquees pour la deformation plastique des polymeres a l'etat solide. Ainsi, nous avons pu demontrer que c'est cette contribution a la contrainte qui implique une recouvrance de la deformation pour des temperatures nettement inferieures a tg. En revanche, aucune influence sur la structure locale et les mecanismes de deformation des chaines n'a pu etre identifiee par des techniques variees (infra-rouge, rmn, diffusion des rayons x, diffusion de neutrons). Enfin, nous avons montre qu'un modele de chaines flexibles etudie par simulations de la dynamique moleculaire permet de decrire le comportement photoelastique experimental. Selon ce modele, l'exces en contrainte proviendrait majoritairement des interactions intermoleculaires repulsives et serait tres similaire a la contrainte obtenue pour le fluide simple correspondant


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  • Détails : 179 P.
  • Annexes : 124 REF.

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  • Cote : H 503.000,1996
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