Bibliographie & annexes
Quiz & test
Présentation
English
RÉSUMÉ
Cet article traite de la prédiction non empirique de la durée de vie des polymères dans leurs conditions de service. Une des étapes consiste à estimer les conséquences des changements structuraux sur les propriétés physiques du matériau. Après avoir rappelé l'approche idéale de prédiction de la durée de vie et les grandes familles de mécanismes de vieillissement, les relations mathématiques sont présentées. Ces dernières décrivent l'influence des modifications de l'architecture du squelette (coupures et soudures de chaînes) sur les propriétés mécaniques et thermomécaniques, ainsi que l'influence des modifications de groupements latéraux sur les propriétés optiques, électriques ou d'hydrophilie.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleAuteur(s)
-
Emmanuel RICHAUD : Docteur Ingénieur - Maître de Conférences au laboratoire de Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux - Arts et Métiers ParisTech
-
Jacques VERDU : Professeur Emérite - Laboratoire de Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux - Arts et Métiers ParisTech
INTRODUCTION
Dans un contexte d'utilisation massive et en constante augmentation des matières plastiques, de maîtrise des risques de défaillance couplée avec une optimisation des coûts de développement d'une pièce industrielle, il s'avère nécessaire de traiter rigoureusement les questions liées au vieillissement d'une pièce polymère dans ses conditions de service. Précisons que les durées de vie attendues rendent le plus souvent incompatible la prédiction basée exclusivement sur l'observation en conditions de service avec les exigences des services de Recherche et Développement.
En conséquence, l'ingénieur doit disposer d'outils de simulation fiables permettant de prédire la durée de vie du matériau, et éventuellement de proposer des formulations plus adaptées, sans avoir recours à de longues et onéreuses campagnes d'essais. Il existe déjà des outils permettant de choisir les matériaux répondant à des exigences liées à un cahier des charges, et de dimensionner convenablement la pièce. Pour autant, la résistance de la pièce au fluage, par exemple, n'est plus assurée si des modifications chimiques induites par les interactions du matériau avec son environnement entraînent une évolution de ses propriétés au-delà d'un seuil acceptable.
Une série de dossiers est dédiée aux processus de vieillissement résultant d'abord de modifications de la structure chimique des matériaux polymères.
Toute prédiction de la durée de vie doit être fondée sur l'analyse cinétique des processus chimiques à l'œuvre. Cependant, si l'étude du vieillissement chimique présente un intérêt pratique, c'est parce que les modifications structurales qui en résultent se traduisent par une modification des propriétés physiques d'utilisation. Toute étude de durabilité doit donc inclure un volet « relation structure – propriétés ».
Les principaux mécanismes de dégradation font l'objet de ce premier dossier [AM3151v2].
Les deux dossiers suivants traitent de la modélisation cinétique [AM3152v2] et des stratégies de stabilisation [AM3153v2].
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 2002 par Jacques VERDU
DOI (Digital Object Identifier)
CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
Accueil > Ressources documentaires > Matériaux > Plastiques et composites > Propriétés générales des plastiques > VieiIlissement chimique des polymères - Mécanismes de dégradation > Aspects généraux
Cet article fait partie de l’offre
Corrosion Vieillissement
(96 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
Point de vue du chimiste organicien et du polymériste
English
1. Aspects généraux
Le vieillissement est défini comme une évolution lente et irréversible (dans les conditions d'utilisation) d'une ou plusieurs propriétés du matériau, résultant de modifications de sa structure, de sa morphologie ou de sa composition.
Nous appellons « lent » tout phénomène qui ne peut être appréhendé dans une échelle de temps compatible avec les contraintes technico-économiques 1 qui nécessite donc le recours à des essais de vieillissement accéléré et à un modèle permettant d'extrapoler les résultats de ces derniers.
Deux catégories de vieillissement peuvent être distinguées :
-
le vieillissement physique ;
-
le vieillissement chimique.
-
Vieillissement physique
Nous englobons dans cette catégorie tous les processus de vieillissement dans lesquels la structure chimique des macromolécules est préservée.
On y trouve les processus de relaxation structurale (augmentation de la compacité, modification de la conformation des chaînes), de cristallisation lente et tous les processus impliquant des transferts de masse (perte de plastifiants, absorption de solvants). Si certains processus de vieillissement physique peuvent coexister avec le vieillissement chimique, leur étude sort du cadre de ce dossier.
-
Vieillissement chimique
C'est une évolution de la structure chimique du polymère sous influence de l'environnement.
Les praticiens classifient généralement les processus de vieillissement chimique en fonction de ce qu'ils supposent être la cause majeure de dégradation 2.
La concentration en oxygène, ou en eau, l'intensité lumineuse et le débit de dose des radiations ionisantes, peuvent être annulés...
L'expertise technique et scientifique de référence
TEST DE VALIDATION ET CERTIFICATION CerT.I. :
Cet article vous permet de préparer une certification CerT.I.
Le test de validation des connaissances pour obtenir cette certification de Techniques de l’Ingénieur est disponible dans le module CerT.I.
de Techniques de l’Ingénieur ! Acheter le module
Cet article fait partie de l’offre
Corrosion Vieillissement
(96 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Aspects généraux
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - FOX (T.G.), FLORY (P.J.) - J Appl Phys - 21:581-591 (1950).
-
(2) - DI MARZIO (EA) - J Res Nat B Stand A - 68A: 611-617 (1964).
-
(3) - FOX (T.G.), LOSHAEK (S.) - J Polym Sci - 15: 371-390 (1955).
-
(4) - UNGAR (G.), KELLER (A.) - Radiation and the crystals of polyethylene and paraffins. In Radiation effects on Polymers. - Edited by Roger L. Clough and Shalaby W. Shzlaby. ACS Symposium series 475. American Chemical Society, Washington, DC 1991. Chap. 7 p101-118.
-
(5) - RASOLDIER (N.), COLIN (X.), VERDU (J.), BOCQUET (M.), OLIVIER (L.), CHOCINSKI-ARNAULT (L.), LAFARIE-FRENOT (M.C.) - Model systems for thermo-oxidised epoxy composite matrices - . Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, Volume 39, Issue 9, September 2008, Pages 1522-1529 p.
-
(6) - FAYOLLE (B.), RICHAUD (E.), COLIN (X.), VERDUJ (J.) - Degradation induced embrittlement...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Vieillessement chimique des polymères Modélisation cinétique.
-
Vieillissement chimique des polymères Stratégies de Stabilisation.
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Corrosion Vieillissement
(96 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE
1/ Quiz d'entraînement
Entraînez vous autant que vous le voulez avec les quiz d'entraînement.
2/ Test de validation
Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.
Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Corrosion Vieillissement
(96 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
