Etude des relaxations mécaniques alpha et bêta du PMMA, du PS et de leurs copolymères
Institution:
Lyon, INSADisciplines:
Directors:
Abstract EN:
The alpha and beta mechanical relaxations of amorphous polymers have been studied by dynamic mechanical spectrometry in order to understand the relation between the mechanical properties and the chemical structure of the systems. Poly(methyl methacrylate (PMMA), polystyrene (PS) and their copolymers were selected for this study. The analysis of the beta-relaxation spectra of PMMA enabled us to attribute the distribution of relaxation times to a very bread distribution of the activation entropy and a narrower distribution of the activation energy. The analysis of the beta-relaxation of the copolymers showed that it consists of two components, the first of which is due to the MMA units relaxation, and the second due to the relaxation of styrene units. The results on the alpha-relaxation of the copolymers exhibit only one relaxation process, whose characteristics lie between those of PMMA and PS. The alpha-relaxation of PMMA spreads out to low temperatures. Alpha relaxation process of each of the polymers and the physical ageing effects on this relaxation have been analysed on the basis of the quasi point defect theory developed in the laboratory. The theory accounts for all the experimental results and further provides a physical interpretation of the observed phenomena in these polymers. Such a study provides evidence for the relation between the mechanical behaviour and molecular architecture of polymers.
Abstract FR:
Les relaxations mécaniques alpha et bêta de polymères morphes ont été étudiées par spectrométrie mécanique dynamique dans le but de comprendre le rapport entre les propriétés mécanique dynamique et la structure chimique des systèmes. Pour cela, les matériaux poly(méthacrylate de méthyle) (PMMA) et polystyrène (PS) ont été choisis ainsi que des copolymères de ces deux systèmes. L'analyse des spectres de relaxation bêta du PMMA a permis d'attribuer la distribution des temps caractéristiques à une distribution très large du facteur entropique ainsi qu'une distribution plus étroite du facteur étroite du facteur énergétique. L'analyse de la relaxation bêta des copolymères a mis en évidence deux composantes, la première liée à la relaxation des unités MMA et la seconde attribuée à la relaxation des unités S. Les résultats expérimentaux de relaxation alpha des copolymères présentent une relaxation principale unique dont les caractéristiques se situent entre celles du PMMA et du PS. La relaxation alpha du PMMA s'étend jusqu'à des température basses. La relaxation alpha de tous les matériaux et les effets de vieillissement physique sur cette relaxation ont été analysés sur la base d'une théorie moléculaire des défauts quasi-ponctuels, développée au laboratoire. Cette théorie rend compte de l'ensemble des résultats expérimentaux en apportant une interprétation physique aux phénomènes observés dans ces polymères. Un tel travail met en évidence la relation entre le comportement mécanique et l'architecture moléculaire des polymères.