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Michel CHATAIN : Ingénieur de l’Institut Industriel du Nord (IDN) - Docteur ès Sciences Physiques - Professeur à l’École Nationale Supérieure d’Arts et Métiers (ENSAM‐Paris)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Cet article aborde les comportements thermomécaniques généraux des plastiques, en essayant, dans la mesure du possible, d’en donner une vue synthétique à partir d’une classification fondée sur leur structure et les forces de liaison qui assurent leur cohésion.
Il englobe également les propriétés physiques, à l’exclusion des propriétés électriques et thermooptiques traitées respectivement dans les articles [A 3 140] et [A 3 145], des modifications des propriétés sous l’effet du vieillissement physique [A 3 150] ou chimique [A 3 151], de l’action de l’eau Action de l’eau sur les plastiques, ou du frottement et de l’usure [A 3 139].
Certains aspects liés directement à ces propriétés font également l’objet d’autres articles, tels les essais normalisés (cf. rubrique Essais normalisés de ce traité) ou la propagation des fissures en fatigue dynamique [A 3 136].
Les plastiques sont des matériaux viscoélastiques et, le plus souvent, des mélanges complexes. Cet article étudiera surtout les résines pures. Certains adjuvants, comme nous le verrons plus loin, ont peu d’influence directe sur les propriétés mécaniques, et tous font d’ailleurs l’objet d’articles qui leur sont propres (cf. rubrique Adjuvants et renforts des plastiques de ce traité).
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4. Températures de transition. Dilatométrie. Volume libre
4.1 Généralités
Les plastiques appartenant aux différents groupes structuraux décrits dans le paragraphe précédent se distinguent par leur comportement thermique.
Refroidis à basse température, par exemple dans l’azote liquide, ils deviennent tous rigides et fragiles, ils sont dans un état vitreux (par analogie avec le verre). Mais si on les réchauffe progressivement, différents processus de relaxation concernant des unités structurales de plus en plus importantes vont se manifester de façon réversible. La plupart des relaxations relatives aux unités structurales les plus petites seront révélées seulement par des sollicitations harmoniques, électriques (cf. article Propriétés diéléctriques [A 3 140]) et mécaniques. Ces dernières seront évoquées avec les essais dynamiques périodiques 5.
Par contre, certaines relaxations d’unités structurales plus importantes vont entraîner des macrophénomènes qu’il est possible d’appréhender sans instrumentation et qui auront par la suite une grande importance technologique, aussi bien pour la mise en œuvre que pour l’utilisation des plastiques. Ces relaxations, qui correspondent au passage d’un état physique à un autre, sont appelées transitions et auront une influence très marquée sur le comportement mécanique examiné dans le paragraphe 5...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - Dictionnaire de Rhéologie. - Groupe Français de Rhéologie (1988).
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(2) - REINER (M.) - Rhéologie théorique. - Dunod (1955).
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(3) - PERSOZ (B.) - Introduction à l’étude de la rhéologie. - Dunod (1969).
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(4) - NOWACKI (W.) - Théorie du fluage. - Eyrolles (1965).
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(5) - WARD (I.M.) - Mechanical properties of solid polymers. - John Wiley and Sons (1971).
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(6) - FERRY (J.D.) - Viscoelastic properties of polymers. - John Wiley and Sons (1961-1970).
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(7) - Mc LACHLAN (N.W.) - Modern operational calculus. - ...
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