Présentation
Auteur(s)
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Jacques VERDU : Docteur ès sciences - Professeur à l’École Nationale Supérieure d’Arts et Métiers (ENSAM – Paris) - Laboratoire « Transformation et Vieillissement des polymères »
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Lire l’articleINTRODUCTION
La philosophie générale du vieillissement des plastiques a été introduite en tête de l’article [A 3 150] Vieillissement physique.
Rappelons que nous désignons par vieillissement chimique tout processus impliquant une modification de la structure chimique du polymère ou de ses adjuvants.
Les différents types de vieillissement chimique que nous étudierons en Différents types de vieillissement chimique des plastiques sont généralement classifiés en fonction de la cause externe (température élevée, rayonnements UV ou ionisants, etc.).
Nous retiendrons également cette classification en regroupant dans cet article tous les aspects communs à tous les types de vieillissement chimique, notamment en ce qui concerne les grandes familles de processus : coupures de chaînes, réticulations, etc., dont les méthodes d’étude et les conséquences sur les propriétés physiques des polymères ne varient pas d’un type à l’autre de vieillissement. Les processus d’oxydation, également extrêmement importants, ont beaucoup d’aspects communs, qu’ils soient amorcés par voies thermique, photochimique, radiochimique ou chimique. Enfin, les méthodes d’approche des cinétiques de dégradation – en particulier celles gouvernées par la diffusion des réactifs (O2, H2O...) – et des systèmes de stabilisation ont également des points communs qu’il nous a semblé intéressant de regrouper ci-après.
Un dernier article Vieillissement chimique : modélisation cinétique sera consacré à la présentation d’un modèle cinétique de vieillissement applicable à de nombreux cas de figure.
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- Version courante de janv. 2011 par Emmanuel RICHAUD, Jacques VERDU
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Réactions au niveau des groupements latéraux3. Réactions de réticulation
3.1 Mécanismes
Les processus de réticulation sont schématisés sur la figure 7. Ils peuvent être classés en deux familles.
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Postréticulations
Elles concernent en fait des matériaux initialement déjà réticulés, mais incomplètement, ce qui est le cas de la grande majorité des réticulats industriels, qu’il s’agisse de PE réticulé ou de résines thermodurcissables.
À long terme, les groupes réactifs susceptibles de donner lieu à des pontages entre chaînes vont réagir entre eux et l’on observera une augmentation de la densité de réticulation (figure 7 b). Bien sûr, ce processus s’arrêtera lorsque la totalité des groupes réactifs aura été consommée.
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Réticulations
On connaît essentiellement les deux mécanismes importants représentés sur la figure 8.
D’autres processus de réticulation ont été décrits : par exemple, lors de l’oxydation, la réaction de terminaison entre deux radicaux alkoxyle :
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qui forme un pont thermolabile et photolabile, c’est-à-dire instable sous l’effet de la chaleur et de la lumière.On peut cependant admettre que, sauf éventuellement pour les polymères riches en doubles liaisons (polydiènes élastomères), le vieillissement oxydant est largement dominé par les coupures de chaîne.
qui forme un pont thermolabile et photolabile, c’est-à-dire instable sous l’effet de la chaleur et de la lumière.3.2 Méthodes de caractérisation...
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