Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
Auteur(s)
-
Jacques VERDU : Docteur ès sciences - Professeur à l'École nationale supérieure d'arts et métiers (ENSAM-Paris)
-
Xavier COLIN : Docteur - Maître de conférences à l'École nationale supérieure d'arts et métiers (ENSAM-Paris)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Nous nous proposons, après de brefs rappels sur la nature chimique des polymères à squelette covalent tridimensionnel, d'initier le lecteur :
-
à la représentation des structures de réseau en fonction des données chimiques sur le système ;
-
à la détermination théorique, à partir de ces représentations, des variables structurales définissant le réseau (comme celle que l'on appelle dans la pratique – le plus souvent improprement – taux de réticulation) ;
-
et, enfin, à la détermination expérimentale de ces variables.
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Synthèse des réseaux : les grands principes
En anglais
1. Définitions
1.1 Gel chimique
Considérons par exemple le processus de réticulation schématisé sur la figure 1.
Lorsque l'on étudie l'évolution des propriétés rhéologiques du milieu réactionnel, à une température supérieure à sa température de transition vitreuse, on observe une discontinuité appelée « transition sol-gel », que l'on peut illustrer par la variation dans le temps de la viscosité et du module d'Young ou de cisaillement (figure 2).
le module de compressibilité ne varie pas au niveau de la transition.
On peut alors définir un point de gel, au temps tg (temps de gel) correspondant à l'apparition de propriétés élastiques, alors que la viscosité tend vers l'infini.
Des mesures de masse moléculaire montreraient qu'à tg la masse moléculaire moyenne en poids
tend vers l'infini. On observerait en même temps l'apparition d'une fraction insoluble.
Le point de gel correspond à un seuil de percolation que l'on a pu illustrer par une analogie électrique : si les liaisons covalentes étaient des conducteurs électriques, c'est l'état dans lequel le milieu, initialement non conducteur, deviendrait conducteur. Sur la figure 1, par exemple, cet état correspondrait grosso modo à l'étape
.
Tout polymère dont l'avancement de la réticulation se situerait au-delà du point de gel pourrait être appelé « gel chimique ». Sa principale caractéristique serait l'absence d'état liquide.
Notons qu'il existe des gels physiques dans lesquels les jonctions responsables de la structure tridimensionnelle sont plus ou moins instables. Tous les polymères linéaires industriels sont des gels physiques dans l'intervalle de température correspondant au plateau caoutchoutique, la structure de réseau résultant de l'enchevêtrement des chaînes.
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Définitions
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - DE GENNES (P.G.) - Scaling concepts in polymer physics - . 2e édition. Cornell University Press, Ithaca, New York (1985).
-
(2) - FLORY (P.J.) - Principles of polymer chemistry - . Cornell University Press, Ithaca, New York (1971).
-
(3) - YANG (Y.-S.), LEE (L.J) - Rheokinetic studies of unsaturated polyester resins - . Polymer Process Engineering, 5, p. 327 à 356 (1988).
-
(4) - PENG (X.), GILLHAM (J.K.) - Time temperature-transformation (TTT) cure diagrams : relationship between Tg and the temperature and time of cure for epoxy systems - . Journal of Applied Polymer Science, 30, p. 4685 à 4696 (1985).
-
(5) - MANSON (J.A.), SPERLING (L.H.) - Polymer blends and composites - . Heyden New York, Plenum Press (1976).
-
(6) - HILDEBRAND (J.H.), SCOTT (R.L.) - Solubility of non-electrolytes - ....
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