Déformation non-élastiques homogène et hétérogène du poly(éthylène térephtalate) amorphe et semi-cristallin
Institution:
Lyon, INSADisciplines:
Directors:
Abstract EN:
The mechanical behavior of the poly(ethylene terephthalate) is studied by means of mechanical spectroscopy, creep and plane strain compression, in order to understand the mechanism leading to non-elastic deformation. When the deformation is homogeneous, the transition between linear and non-linear deformation is precisely studied. The evolution of the mechanical properties reveals, when the crystallinity ratio increases, that creep is reduced and modulus and yield stress increase; this evolution takes place in two stages, which correspond to the primary and secondary crystallization processes. Following the testing conditions, the deformation of PET becomes heterogeneous : shear band appear. This work present a study of the influence of plastic deformation and ageing conditions on the shear band morphology. The mechanical properties both in and in the proximity of the band are measured by nano-indentation. A theoretical analysis of the non-elastic deformation developed in our laboratory, is used and extended, to reproduce the experimental behavior. For example, for high strain-rate conditions, this approach needs to take into account that the deformation is localized in shear bands and that the deformation becomes adiabatic.
Abstract FR:
Ce travail vise à mieux comprendre le comportement mécanique des polymères amorphes et semi cristallins. Dans ce but, la réponse non-élastique du Poly(éthylène térephtalate) est étudiée par spectrométrie mécanique, fluage et bipoinçonnement. Dans un premier temps, les expériences se sont situées dans le cas où la déformation est homogène dans toute l'éprouvette. Ces essais permettent, par exemple, de préciser les conditions de passage d'un régime de déformation linéaire, ou d'étudier l'influence de la microstructure. L'augmentation du taux de cristallinité se traduit par une moindre aptitude au fluage et une augmentation du module, et de la contrainte d'écoulement plastique ; cette évolution 'se fait en deux stades qui sont liés aux changements de microstructure pendant les cristallisations primaire et secondaire. Dans certaines conditions, le PET présente une déformation hétérogène, qui se traduit par la présence de bandes de cisaillement. Une étude de la morphologie des bandes en relation avec les conditions de déformation et de vieillissement physique est effectuée apparaît, par exemple, que le vieillissement thermique accentue le caractère hétérogène de la déformation. La détermination des propriétés mécaniques (module et dureté) à l'échelle des bandes, réalisée à l'aide d'un nano-indenteur montre l'existence d'une zone perturbée, fortement désordonnée située de part et d'autre des bandes. Une analyse théorique de la déformation des polymères, antérieurement développée au laboratoire, a été approfondie et étendue à l'ensemble des caractéristiques expérimentales observées aussi bien en déformation homogène qu'en déformation hétérogène. En particulier, l'extension de cette analyse, au domaine des grandes vitesses de déformation nécessite, la prise en compte de la locahsation de la deformation dans les bandes de Cisaillement et l’évolution d’un régime de déformation isotherme, vers un régime adiabatique.