Intro
I- Influence de la température
1/ Protocole expérimental : module d'Young
2/ Influence de T sur le module d'Young
3/ Masse volumique
II- Relation structure/ propriété thermomécanique
1/ Matériaux souples à température ambiante
2/ Matériaux durs à température ambiante
Conclusion
En version
plus
développée...
Intro :
Définition d'un polymère.
Axe de dureté / autres matériaux solides (dans le cours...si on s'en souvient ! )
I- Influence de la température
1/ Protocole expérimental : module d'Young
Dessiner une éprouvette, montrer la traction exercée, la mesure faite ( allongement l = f(σ) )
Classer les matéraiux en fonction de l'allure de la courbe ( dur et cassant , mou et élastique , dur et élastique...) à reproduire brièvement.
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1° matériau dur et cassant 2° matériau moins dur et élastique au delà d'une certaine traction |
Définir le module d'Young dans la partie linéaire de la courbe .
2/ Influence de T sur le module d'Young
Tracer les différents types de courbe : définir à ce propos :
- polymères amorphe ( exemple PS ou polycarbonate ) , semi-cristallin ( PE haute densité ) , réticulé ( polybutadiène réticulé ) : donner les formules de chaque
- Tg et Tf : définition et différence
- absence de Tf pour les réticulés (destruction avec T ) => notion de polymère thermodurcissable et thermoplastique
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___
polymère réticulé : destruction après T trop élevée ( Tg) ------ polymère semi cristallin ( Tg puis Tf ) ____ polymère amorphe ( Tg ) |
3/ Masse volumique
Augmentation de T => mouvements locaux, coopératifs, reptation => éloignement des chaînes entre elles => augmentation du volume massique, cad dilatation au chauffage, particulièrement après Tg : augmentation continue du volume massique pour les amorphes
Phénomène plus marqué dans le cas des semi-cristallins, à la fusion des zones cristallines : (discontinuité du volume massique à la Tf = la disparition des zones cristallines)
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La discontinuité du volume massique est relative au polymère semi cristallin |
II- Relation structure/ propriété thermomécanique
1/ Matériaux souples à température ambiante
Attention il faut donner des exemples précis .
Il faut une Tg basse , et un matériau peu ou pas du tout cristallin donc :
- ou des chaînes ramifiées : copolymériser de l'éthylène avec un peu de butadiène ou favoriser des transferts de radicaux en polymérisation radicalaire (expliquer avec le mécanisme...on montre sa science ! ) pour obtenir des ramifications
- ou des irrégulatités structurelles : copolymériser de l'éthylène et des alcènes plus longs ( butène, isopentène, styrène )
- des polymères avec des points rigides : polyéthercétones : -(- O- Ph -(C=O) - Ph -)- ( obtenu par polycondensation )
- On peut rajouter des adjuvants plastifiants qui éloignent les chaînes les unes des autres ( souvent des phtalates )
en est un exemple ( attention, ils sont toxiques et s'évaporent du matériau...)
Il faut soit Tg très élevée, soit un matériau semi cristallin
- il faut des chaînes trèèèès longues : l'enchevêtrement gêne la cristallisation , mais alors Tg augmente : polymère amorphe dur
- Des polymères stéréoréguliers ( isotactiques ou syndiotactiques) présentent de bons taux de cristallisation ( polypropylène syndiotactique par exemple : en donner la formule )
- Des chaînes très régulières : polyéthylène haute densité, non ramifié . La polymérisation anionique est très efficace pour ce type de chaînes.
- les polymères réticulés : les phénoplastes ou résines formophénoliques obtenues par triphénols + méthanal ( acétals obtenus avec élimination d'eau par polycondensation )
Utilisations multiples des polymères, et matériaux composites pour obtenir encore plus de propriétés thermomécaniques élevées .