Comportement rheologique de polyolefines au cours d'une cristallisation isotherme a partir de l'etat fondu. Relation entre la fraction transformee et les modules dynamiques

par KHALED BOUTAHAR

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Christian Carrot.

Soutenue en 1997

à SAINT ETIENNE .

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  • Résumé

    La dependance des proprietes viscoelastiques avec la structure est bien etablie dans le cas des polymeres amorphes en deca et au dela de la transition vitreuse et dans le cas des polymeres semi-cristallins. Cependant, il en va tout autrement pour les structures intermediaires comme celles rencontrees en cours de cristallisation ou la structure est biphasique groupe intimement deux phases. L'approche proposee dans ce travail considere un polymere en cours de cristallisation a partir de l'etat fondu comme un systeme modele pour les polymeres charges. Les objectifs sont de verifier la possibilite d'utiliser les mesures rheologiques comme moyen de suivi de cinetiques de cristallisation, demarche interessante si la fraction transformee peut etre deduite des donnees rheologiques et de valider des equations constitutives decrivant le comportement rheologique de polymeres en evolution durant la cristallisation. Les donnees experimentales montrent la fiabilite de la spectroscopie dynamique et de la methodologie proposee comme outil complementaire pour le suivi de la cristallisation. L'etude morphologique du polypropylene et du polyethylene montre qu'ils cristallisent en une structure spherolitique. Toutefois, le polypropylene s'apparente a une suspension de particules spheriques dans une matrice liquide et le polyethylene apparait plutot comme un colloide de petites particules dans une matrice liquide. Pour le polypropylene, l'etude du comportement rheologique montre l'existence de deux valeurs critiques de la fraction volumique: 0,4 et 0,8. (t)=0,4, conforme a la theorie de percolation, est lie a l'apparition d'un effet de seuil et (t)=0,8 indique le volume de compactage maximum. L'etude des parametres de cole-cole montre que les temps de relaxation dependent du taux de charge et que la viscosite newtonienne varie avec (t) avec un exposant de -3/2 en accord avec la theorie de percolation. Pour le polyethylene, l'effet de seuil apparait instantanement. Pour les deux materiaux, l'utilisation d'un module d'equilibre qui caracterise le seuil montre un exposant universel egal a 3 en accord avec la theorie des gels physiques. Ces resultats conduisent a proposer, dans le cadre des hypotheses du calcul, des expressions predictives de la fraction transformee (t) a partir des mesures rheologiques


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  • Détails : 206 P.
  • Annexes : 97 REF.

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