Influence de la mise en forme et des traitements thermiques sur le polyamide 11

par Vincent Gaudefroy

Thèse de doctorat en Milieux denses et matériaux

Sous la direction de André Rivière et de Laurence Chocinski.


  • Résumé

    L'influence de procédés de mise en forme depuis le fondu (extrusion cast et moulage par compression) sur la structure et les propriétés du polyamide 11 (PA11) a été étudiée. Les phases cristallines et leur évolution avec la température ont été examinées par analyse calorimétrique différentielle (DSC) et diffraction des rayons X (WAXS) ; le comportement mécanique a été étudié par des essais de traction. Le procédé d'extrusion favorise la phase smectique d' désordonnée alors que la compression conduit à la phase triclinique a ordonnée. Une nouvelle méthode de décomposition des diffractogrammes indique plus précisément que les deux phases coexistent dans les échantillons. Il apparaît aussi que le taux de cristallinité est de 34% pour la plaque moulée et de 26% pour le film extrudé. En accord avec ces résultats, les paramètres à striction montrent que les cristallites se détruisent plus difficilement dans la phase a de la plaque que dans la phase d' du film. Les traitements thermiques sous vide du PA11 affectent à la fois la structure et les propriétés mécaniques. Il a été démontré par WAXS que, la diminution du taux de cristallinité et de la largeur des pics de diffraction avec l'augmentation de la température rend compte de la perfection des cristallites restantes. Un modèle est proposé pour expliquer ce phénomène. Après retour à l'ambiante, la proportion initiale de la phase d' du film s'est transformée en phase a. Cette transformation dépend de la température de recuit et s'accompagne d'une augmentation du taux de cristallinité et de la contrainte à striction. Dans le PA11, il n'y a pas de relaxation ac à cause des liaisons hydrogène. Pour expliquer ce phénomène, un processus de réorganisation locale par permutation de chaînes est proposé. Pour les recuits proches de la fusion, la réorganisation est totale pour les deux matériaux. Le mécanisme de permutation ne permet pas d'expliquer ce phénomène, en revanche la mise en place de mouvements de type ac, favorisés à chaud par l'ouverture simultanée des liaisons hydrogène, peut être une explication.

  • Titre traduit

    Influence of the melt forming and the thermal treatments on the polyamide 11


  • Résumé

    The influence of melt forming (cast extrusion and moulded by compression), on the structure and properties of polyamide-11 is studied. The crystalline phases and their evolution with temperature are investigated by differential scanning calorimetry (DSC), wide angle X ray scattering (WAXS); the mechanical properties are studied by tensile tests. Cast extrusion process enhances the disordered d' smectic form whereas compression favours the ordered triclinic a phase. A new profile analysis of WAXS scans shows more precisely that both phases coexist in the samples. The crystallinity rate is equal to 34% and 26% in the case of the pressed film and the extruded film respectively. In agreement with these results, the necking parameters show that the crystallites are more difficult to destroy in the a phase in pressed films than in the d'phase in extruded films. The heat treatments in vacuum of PA11 affect both the structure and the mechanical properties. It is demonstrated by WAXS that the decrease of the crystallinity rate and the width of the diffraction peaks with the increase of the temperature explains the perfection of the still existing crystallites. A model is suggested to illustrate this phenomenon. After cooling at room temperature, the initial proportion of d' phase in the extruded film has been transformed into a phase. This transformation depends on annealing temperature and it is associated with the increase of the crystallinity rate and the necking stress. In the PA11, there is no ac relaxation evidence because of H-bonds. In order to explain this phenomenon, a local reorganisation process by chain twisting has been proposed. For annealing near the melting temperature, a complete reorganisation for the two materials is observed. The twisting mechanism fails to explain this phenomenon. However it could be explained by ac relaxation movements which might happen at high temperature owing to the opening of H-bonds.

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Informations

  • Détails : 187 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 49 réf.

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  • Bibliothèque : Université de Poitiers. Service commun de la documentation. Section Sciences, Techniques et Sport.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 03/POIT/2325-B
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