Auteur
ABDI, Cherif
Directeur de thèse
Khemici-Doulache, N. (Maitre de conférence)
Filière
Physique
Diplôme
Magister
Titre
Contribution à l'étude des phénomènes de relaxation et de vieillissement physique dans les polymères (PEN)
Mots clés
Polymères ; Relaxation des contraintes ; Matériaux : Fluage ; Polymères : Détérioration
Résumé
: les objectifs de ce travail ont été focalisés sur l’étude de l’impact du phénomène de vieillissement physique sur le comportement du polyéthylène naphtalate (PEN) par analyse enthalpique différentielle (AED) et par des mesures de courants thermiquement stimulés(CTS). Le PEN est un polyester de haute performance qui dispose de propriétés thermomécanique meilleures que celle du polyéthylène téréphtalate (PET). Grace à ces propriétés mécaniques intrinsèques et à la stabilité de sa structure dans le temps, il est utilisé essentiellement dans la fabrication des condensateurs. Ce dernier point est au centre de notre étude entièrement orientée vers l’analyse du phénomène de vieillissement physique dans le PEN amorphe et semi cristallin. Dans une première partie, nous avons utilisé l’analyse enthalpique différentielle pour étudier la relaxation enthalpique du PEN, avec différents taux de cristallinité, au cours d’un vieillissement physique à différentes températures de vieillissement comprise entre Tg et Tg -20 (Tg étant la température de transition vitreuse ), pour des durées de vieillissement variant de 10mn jusqu'à 480mn. Par la suite, le vieillissement induit par différentes vitesse de refroidissement a été exploré. Sur le plan expérimental cette étude nous à démontrer que le phénomène de vieillissement physique induit par différentes vitesse de refroidissement ou différents recuits vitreux, se manifeste par un pic endothermique, superposé au saut de la capacité calorifique à Tg , de plus en plus prononcé, lorsque la durée de vieillissement augmente, ou bien lorsque la vitesse de refroidissement diminue. Au travers des résultats trouvés, nous avons pu constater que la cristallinité a un effet considérable sur la relaxation structurale du PEN. Nous avons pu déterminer l’influence des paramètres expérimentaux, comme la température de vieillissement, la durée de vieillissement, et la vitesse de refroidissement sur les propriétés calorimétriques du PEN ainsi que l’évolution des températures fictives expérimentales qui caractérisent les états structuraux du matériau. Ces derniers sont plus stables pour des faibles vitesses de refroidissement. Dans une seconde partie, nous avons procédé à l’investigation du phénomène de vieillissement physique par la technique des courants thermiquement stimulés (CTS). Les résultats auxquels ont est arrivé révèlent que l’effet du vieillissement physique sur le PEN amorphe et le PEN semi cristallin (étiré bi axialement) se manifeste par une diminution en amplitude du courant de dépolarisation. Cette diminution tend vers une saturation lorsque le temps de vieillissement dépasse les 120mn pour le PEN amorphe, ceci se traduit à l’échelle microscopique par un réarrangement des segments de chaines amorphes ce qui implique une diminution de la mobilité moléculaire et une réduction du volume libre. Concernant le PEN semi cristallin, la saturation est atteinte pour des temps de vieillissement supérieurs à 240mn. La cristallinité à donc pour effet, de ralentir l’effet du vieillissement physique sur le matériau.
Date de soutenance
18/11/2012
Cote
530.413
Pagination
127 p.
Illusatration
ill.
Format
30 cm.
Notes
support papier accompagné d'un CD-Rom ; Bibliogr. p. 105-110
Statut
Traitée