Etude et modélisation physique et mécanique du comportement viscoélastique et plastique de composites particulaires à matrice polymère

Experimental study and modelling of the viscoelastic and plastic behaviour of the particulate composites with polymeric matrix

• Auteur / Autrice : Mohsen Shaterzadeh Yazdi
• Direction : Christian Mai
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des matériaux
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne1992?-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : GEMPPM - Groupe d’Etudes de Métallurgie Physique et de Physique des Matériaux (Lyon, INSA1975-2007)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Viscoélasticité

Composés époxy

Composites

Résumé

L'objet de ce travail est de chercher à m1eux comprendre l'influence des interfaces et interphases (traitement de surface des renforts), et de la morphologie du matériau sur le comportement mécanique (viscoélastique et plastique) de composites particulaires à base de matrice polymère. Ainsi, en plus de la matrice à base de DGEBA/IPD, trois types de matériaux composites sont étudiés: - Composites à matrice DGEBA/IPD - billes de verres non traitées, - Composites à matrice DGEBA/IPD - billes de verres ensimées à base de Silane (interface), - Composites à matrice. DGEBA/IPD - billes de verres enrobées avec une couche d'élastomère CTBN-IPD-DGEBA (interphase). Les propriétés mécaniques de ces matériaux sont étudiées par les techniques de spectrométrie mécanique et de compression. L'analyse et l'interprétation des propriétés viscoélastiques sont basées d'une part sur la mobilité moléculaire, modèle physique développé par Perez et al, et d'autre part la méthode auto-cohérente (homogénéisation) défini par Hervé et Zaoui. L'apport de ce travail dans la compréhension des propriétés mécaniques (viscoélastique et plastique) des composites particulaires est double : i) Nous avons tenir compte dans le modèle auto-cohérent décrit par Hervé et Zaoui, de la morphologie réelle des composites. Le modèle ainsi complété permet de prédire correctement la réponse dynamique. Ii) Une tentative de modélisation pour mieux comprendre le comportement à grande déformation et à forte contrainte est développée dans ce travail

The aim of this work is to try to understand the influence of the interfaces and interphases (surface treatment of the reinforcements), and the morphology of the material on the mechanical behavior (viscoelastic and plastic) of particulate composites with a polymer matrix. So, adding to DGEBA/IPD matrix, three type of the composite materials have been studied: -Composites with DGEBA/IPD matrix- non treated glassy beads, -Composites with DGEBA/IPD matrix- aminosilane-treated fillers (interface), - Composites with DGEBA/IPD matrix- elastomer coated glassy beads based on a layer of CTBN-IPD-DGEBA (interphase), The mechanical properties of these materials have been studied by mechanical spectroscopy and by compression technics. The analysis and the interpretation of viscoelastic properties are based on the molecular mobility, physical model of the Perez and al. , and in the other hand on the self-consistent model (homogenisation) developed by Hervé and Zaoui. The contribution of this study in comprehension of the mechanical properties (viscoelastic and plastic) is double: i) considering the real morphology of the composites (spatial distribution of glass particles) in the self-consistent mode!. The model of Hervé and Zaoui was completed to prediction correctly the dynamics response. Ii) physical modelling of the polymeric matrix and mechanical modelling of the composites based on the local stress concentration for best comprehension of the mechanical behaviour on the large deformation and at high stress.