Propriétés Thermiques Des Matériaux Polymères

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  • Published : October 19, 2008
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Propriétés thermiques des matériaux polymères

1-Résumé

La température de transition vitreuse (Tg) est probablement la propriété thermique la plus importante des polymères. Elle permet de déterminer la plage de température d'utilisation d'un polymère. On constate en effet, une diminution importante du module d'élasticité aux environ de la Tg. La Tg est influencé par plusieurs facteurs. Une faible masse moléculaire, des chaînes de polymères plus rigide, la présence de gros groupement latéraux ou de groupement latéraux fortement polaire sont tous des facteurs provoquant une augmentation de la Tg. La présence d'une légère ramification diminue la Tg alors qu'une ramification très dense l'augmente. Un degré élevé de cristallinité a aussi pour effet d'augmenter la Tg (plus la cristallinité augmente, plus la Tg augmente). Finalement, la présence de plastifiant peut également faire grandement varier la Tg. Il existe plusieurs méthode pour mesurer la Tg. Parmi celles-ci, on retrouve la méthode DSC et la méthode DMA.

La température de fusion est également une propriété importante. La température de fusion est la température à laquelle la partie cristalline du polymère "fond". Les facteurs qui ont une influence sur la Tg ont, pour la plus part, également une influence sur la température de fusion. On peut mesurer la Tg par la méthode DSC.

Les température de cristallisation, de fléchissement sous charge, de déformation et de ramollissement sont également des propriétés thermiques dont la connaissance de la valeur est très utilise dans le cadre du design d'une pièce en matériau polymère.

Les élastomères sont une classe particulière des matériaux polymère. On pourrait dire qu'ils sont à mi-chemin entre les thermoplastique et les thermodurcissable parce qu'ils ont certaines caractéristiques des deux classes. La vulcanisation est un procédé qui permet de modifier grandement les propriétés thermique et mécanique des élastomères. 2-Introduction

Les polymères constituent un tout nouveau domaine des matériaux contrairement aux métaux qui sont utilisés et étudiés depuis des siècles. Pour cette raison, les matériaux polymères constituent donc un domaine de recherche très actif. Cette nouvelle alternative répond de plus en plus aux besoins des industries. Mais faire le bon choix d’un polymère s’avère un processus assez laborieux. Le bagage d’expérience et de connaissance n’est pas aussi grand que celui des métaux et demande alors des connaissances particulières et un temps de réflexion plus important. La connaissance des propriétés thermiques est essentielle pour effectuer un choix des matériaux. La température de transition vitreuse, température de fusion, température de ramollissement, température de cristallisation, température de fléchissement sous charge, température de déformation, la conductivité thermique, la dégradation thermique et la chaleur spécifique sont tous des propriétés qui influent sur le choix des polymères. Plusieurs tests peuvent être effectué pour définir toutes ces propriétés.

Pour bien saisir l’influence de ces propriétés thermiques les types de polymères, il faut d’abord connaître la description détaillée de ces propriétés. Cette description consiste à définir la propriété comme telle et de déterminer quels tests ou quels instruments peuvent être utilisés pour définir toutes ces propriétés. Par la suite, il est intéressant d’appliquer ces propriétés à une classe de polymère comme les élastomères.

La température de transition vitreuse est probablement la plus importante propriété thermique des matériaux polymère. Elle sera donc étudié en premier lieu. La température de transition vitreuse sera donc décrite ainsi que les facteurs pouvant influencer sa valeur. Deux méthodes pour la déterminer seront ensuite décrite, soit la méthode Differential Scanning Calorimeter (DSC) et la méthode de l'analyse mécanique dynamique.

La température de fusion est ensuite étudié. Encore une...
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