Melanges compatibles et heterophases de polymeres. Relations entre la structure et les proprietes mecaniques

Compatible and phase separated polymer blends. Relations between the structure and the mechanical properties

• Auteur / Autrice : FLORE KEMPKES
• Direction : C. PICOT
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Strasbourg 1

Résumé

La deformation plastique de polymeres vitreux est suivant les approches thermocinetiques classiques, initiee par des inhomogeneites locales (enchevetrements, fluctuations de densite, gradient de composition, difference d'epaisseur de l'echantillon). Au cours de ce travail, nous avons aborde le comportement mecanique a l'etat solide d'un melange de polymeres polystyrene/polyvinyl methyl ether (ps/pvme) qui presente une temperature critique inferieure et permet de cerner l'influence du gradient de composition en comparant les comportements des echantillons homogenes avec ceux des heterophases. Le processus de demixtion retenu (la decomposition spinodale) permet le controle de la mesostructure bicontinue qui est figee a temperature ambiante. La premiere partie de ce travail vise l'etablissement du diagramme des phases et la caracterisation de la structure de l'echantillon heterophase: etude de la cinetique de demixtion (diffusion de la lumiere aux petits angles: ddl), evaluation des compositions et de la repartition des phases (resonance magnetique nucleaire du solide et spectroscopie mecanique). Nous avons verifie au cours d'essais de traction simple sur des films que les echantillons homogenes et heterophases presentent des comportements tres differencies en fonction de la temperature et de la vitesse de deformation. Le mode de deformation a l'echelle intermediaire a ete observe par ddl et microscopies optique et electronique. Des mesures de birefringence couplees a la traction montre que la birefringence du melange resulte dans le domaine preplastique essentiellement de l'orientation du ps ; cette orientation depend de l'ecart au tg et est associee a basse temperature a une reorientation des groupements phenyles lateraux par rapport a la chaine principale. Des mesures de diffusion de neutrons aux petits angles sur des melanges psd#8/pvme montrent que des fluctuations dans la direction parallele a la sollicitation se manifestent au cours de la deformation a partir de la zone preplastique (spectres papillon) quelque soit le degre d'heterogeneite du systeme. Cette anisotropie de diffusion peut etre interpretee a partir d'un modele de percolation de defauts. En effet, il a ete mis en evidence par rmn #1h, dans les echantillons homogenes, des fluctuations locales de composition de zones (10a) plus riches en pvme que la composition moyenne de l'echantillon. Ce comportement commun aux systemes homogenes et heterophases permet de localiser les defauts de plasticite dans la phase rigide et de deduire que la phase minoritaire dans les echantillons heterophases ne fait que favoriser l'ecoulement