Etude des relations microstructure-propriétés de polymères semi-cristallins par la méthode "Essential Work of Fracture"

par Hong-Nga Vu

Thèse de doctorat en Génie des matériaux

Sous la direction de Jean-Yves Cavaillé et de Catherine Gauthier.

Soutenue en 2009

à Lyon, INSA .


  • Résumé

    Ce mémoire a pour objectif d’étudier le comportement à rupture des films polymères semi-cristallins par la méthode "Essential Work of Fracture" (EWF). En utilisant cette méthode, les influences de la microstructure semi-cristalline et de la présence des plaquettes d’argile sur les propriétés mécaniques sont discutées. Dans un premier temps, nous avons appliqué le protocole EWF à différents polymères semi-cristallins et étudié l’effet de certains paramètres du test. Cette méthode est un bon test permettant de comparer la réponse en rupture de différents films polymère. Les essais EWF sont modélisés en appliquant le modèle de la zone cohésive dans des calculs par éléments finis. Ces calculs nous ont permis de préciser la signification physique du paramètre we. Le paramètre we correspond non seulement l’énergie pour créer la nouvelle surface mais comprend aussi une part de déformation plastique qui intervient dans la zone de processus de rupture interne. Ensuite, la relation microstructure – propriétés à rupture est étudié sur une série des films PET extrudés bi-étirés traités ou non traités. Le bi-étirage avec un premier étirage dans la direction Md (i. E. Direction d’extrusion) suivi par un étirage dans la direction Td (i. E. Direction transversale d’extrusion) provoque une texture fibrillaire dans laquelle les microfibrilles sont parallèles à la direction Td. Avec cette texture, les paramètres microstructuraux (l’orientation de la phase cristalline, le taux de cristallinité, la présence et la densité des molécules liens entre phases amorphe et cristalline) sont discutés. L’orientation de la phase cristalline est responsable de l’anisotropie du module alors que la densité des molécules liens joue un rôle important sur l’anisotropie de rupture des films. Enfin, trois types de films nanocomposites avec des matrices polyamide 6 ou polyéthylène compatibilisé (par PEgMA ou PEgPEo) renforcées par des plaquettes d’argile sont étudiés. Chacun des nanocomposites a une morphologie différente. Meilleure est l’exfoliation, moins les performances à rupture des nanocomposites sont dégradées par l’ajout du renfort argile, car sa présence exige une dissipation élevée d’énergie lors de la propagation des fissures en augmentant la tortuosité.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (172 p.)
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(3433)
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