Fatigue thermique des matériaux polyuréthane : essais d'optimisation d'une formulation PU à base de polyester

par Angèle, Anne-Marie Chomard

Thèse de doctorat en Génie des matériaux

Sous la direction de Jean-Pierre Pascault et de Françoise Mechin.

Soutenue en 1997

à Lyon, INSA , dans le cadre de Ecole Doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne) , en partenariat avec LMM - Laboratoire des Matériaux Macromoléculaires (Lyon; INSA) (laboratoire) .

mots clés

• Polymères -- Détérioration
• Élastomères
• Roues

Résumé

Un essai de fatigue thermique reproductible et discriminant a été mis au point pour évaluer et optimiser les performances de matériaux polyuréthane utilisés en tant que revêtement de roue. Les résultats sur la tenue d'un matériau en fatigue sont fiables lorsque la rupture thermique de l'échantillon est obtenue. Il a en effet été montré qu'un échauffement rapide au début de l'essai de fatigue n'est pas forcément lié à une mauvaise tenue en fatigue et que des différences de propriétés entre deux matériaux peuvent n'être décelées que dans la dernière partie de cet essai. Le matériau subit des dommages permanents à partir du moment où le niveau de sollicitation est suffisant pour que la température de l'échantillon atteigne le début de la zone de modification structurale. Si l'essai est répété plusieurs fois sous une charge plus faible les propriétés de l'échantillon peuvent également être modifiées. Pour une utilisation prolongée sous sollicitation dynamique, le matériau doit donc posséder une température élevée de cette zone ou bien les caractéristiques d'échauffement doivent être telles que le matériau n'atteigne pas cette transition. L'association d'un module de conservation au plateau caoutchoutique E' élevé et d'un module de perte E" faible sur une plage étendue en température est favorable à une diminution de la dissipation de chaleur dans le matériau testé. L'influence d'un certain nombre de paramètres de synthèse d'une formulation à base de polyester, de diphénylméthane diisocyanate et de butanediol a été étudiée (la post-réaction, le procédé de synthèse associé à un taux de catalyseur approprié, le taux de segments rigides, le rapport en fonctions isocyanate sur alcool (NCO/OH), l'utilisation d'un mélange adéquat de polyester) ce qui nous a permis de trier ceux essentiels à l'obtention de bonnes performances dynamiques.

Titre traduit

= Polyurethane materials Thermal fatigue: PU formulation optimization test based on polyester : sous-titre traduit

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