Caractérisation et modélisation de la déformation non élastique des polymères amorphes à l'état solide
Institution:
Lyon, INSADisciplines:
Directors:
Abstract EN:
[This study deals with the non elastic deformation of amorphous polymers in the glassy state. Two components of the non elastic deformation are clearly identified through the study amorphous polymers deformation recovery. For classical experimental times, the anelastic component recovers below the glass transition temperature whereas the plastic component recovers above this temperature only. During a constant strain rate test, it is observed that the anelastic component of the applied strain can be very important. Moreover, the increase of molecular mobility, energy and density observed on deformed samples appears to be due to this anelastic component of the deformation only. The hydrostatic pressure on the stress which corresponds to the appearance of plastic deformation has been studied through several mechanical tests. Besicles, the mechanical activation of molecular motions which are responsible of the non elastic deformation bas been observed with an anti-stress relaxation test. Our various results allow us to specify and extend the description and the modelisation of the non elastic deformation which has been previously proposed by Perez et al. . This physical model simulates the non elastic behaviour of three amorphous polymers correctly, and, in particular, the amplitude and the kinetics of the activation and recovery of the anelastic deformation. This study should bring better knowledge of the behaviour laws of those polymers. ]
Abstract FR:
Ce travail concerne la déformation non élastique des polymères amorphes à l'état vitreux. A partir de l'étude du recouvrement de la déformation de plusieurs polymères, deux composantes de la déformation non élastique ont été clairement distinguées. Pour des temps d'observation classiques, la composante anélastique se recouvre à des températures inférieures à la température de transition vitreuse tandis que la composante plastique se recouvre seulement au dessus de celle-ci. Le suivi de l'évolution de ces deux composantes lors d'un essai à vitesse de déformation imposée a permis de mettre en évidence l'amplitude non négligeable de la déformation anélastique. Par ailleurs, l'augmentation de la mobilité moléculaire, du niveau d'énergie et de la densité des échantillons déformés a pu être associée à cette seule composante anélastique de la déformation. Le rôle de la pression hydrostatique sur la contrainte d'amorçage de la déformation plastique a été caractérisé à partir de l'utilisation de plusieurs types d'essais mécaniques. En outre, le caractère mécaniquement activé des mouvements moléculaires responsables de la déformation non élastique a été révélé à partir de l'essai d'anti-relaxation de contrainte. Nos différents résultats expérimentaux ont permis de vérifier et de préciser la description et la modélisation des mécanismes de déformation non élastique, dans le cadre d'une théorie proposée par Perez et al. . Ce modèle reposant sur des bases physiques a alors permis de reproduire correctement plusieurs aspects de la déformation non élastique et, notamment, l'amplitude et la cinétique d'activation et de recouvrement de la déformation anélastique. L'ensemble de ce travail devrait conduire à une plus grande maîtrise des lois de comportement de ces matériaux.