Vieillissement thermique du polyethylene reticule

par Valérie Langlois

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Jacques Verdu.

Soutenue en 1992

à Paris, ENSAM .

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Résumé

Cette etude s'inscrit dans le cadre du vieillissement a long terme des polymeres et la prevision de leur duree de vie dans les conditions d'emploi. Dans l'intervalle de temperature etudie, compris entre 90 c et 180 c, le vieillissement du polyethylene reticule est domine par l'oxydation. Le comportement a long terme du materiau peut etre decrit comme la succession de deux phases: une periode d'induction pendant laquelle on observe des effets de recuit et une post reticulation. La consommation des antioxygenes (suivie par analyse uv) est distribuee de maniere homogene dans l'epaisseur. Au terme de la periode d'induction, l'oxydation s'autoaccelere et on detecte la formation de groupes carbonyles (par infra-rouge), une chute des proprietes mecaniques, et la disparition rapide des antioxygenes residuels. L'oxydation devient controlee par la diffusion, donc heterogene. Les produits d'oxydation sont concentres dans une zone superficielle dont l'epaisseur est une fonction decroissante de la temperature. Les profils dans l'epaisseur des grandeurs caracterisant l'avancement du vieillissement coincident aux incertitudes de mesure pres. Cependant le profil de l'allongement a la rupture est assez different et revele l'existence d'une couche degradee plus epaisse. La duree de vie a l'etat solide est superieure a celle prevue par la loi d'arrhenius a l'etat fondu. Cette transition au niveau de la temperature de fusion serait assimilable a une transition du premier ordre, avec un changement du coefficient preexponentiel. Le meilleur critere analytique de vieillissement nous parait etre la concentration en stabilisant phenolique. La determination de la duree de vie par cette methode offre une bonne marge de securite

Titre traduit

Thermal aging of crosslinked polyethylene

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