Structure et propriétés des polymères - Profil: D. GRIDAINE

L.P. M.C.A
Module Plasturgie D.GRIDAINE 2009-2010
4 PROPRIETES DES POLYMERES
4.1 Propriétés structurelles
4.1.1 Propriétés des thermoplastiques
Les matières thermoplastiques sont des composés macromoléculaires linéaires. Ils
sont crées par l’association de motifs élémentaires appelés motifs monomères qui peuvent
être très nombreux (ex : dans un PE haute densité, il y a plus de 70 000 motifs intervenant
dans la même chaîne). La longueur de chaîne n’est pas unique mais obéit à une loi de
distribution statistique autour d’une valeur moyenne.
Si le monomère est réparti de façon régulière le long de la chaîne et dans l’espace
(stéréorégularité), la chaîne peut s’insérer, si elle est suffisamment flexible et mobile et si les
conditions de refroidissement le permettent, dans une zone ordonnée et le polymère sera
partiellement cristallin. Si ce n’est pas le cas, il sera amorphe. Comme les paramètres de
solidification du polymère jouent un rôle déterminant en ce qui concerne le taux et la
morphologie cristalline, un polymère cristallisable pourra être amorphe, pour peu qu’il soit
trempé.
La structure sera étudiée en partant du motif monomère, jusqu’à l’organisation
macroscopique des chaînes.
- thermoplastiques amorphes : ils se caractérisent par une transition vitreuse qui, dans
le domaine de température correspondant (Tg), fait passer le polymère de l’état vitreux
à caoutchoutique
- thermoplastiques semi-cristallin : ils se caractérisent par une fusion cristalline (se
produisant à Tf). Sa rigidité diminue sans que l’on puisse observer d’état caoutchoutique et il
passe ensuite à l’état liquide, quelquefois en quelques degrés.
4.1.2 Propriétés des thermodurcissables
Les matières thermodurcissables subissent une transformation chimique (réticulation)
qui accompagne leur mise en forme et leur confère une structure tridimensionnelle. Les
composés tridimensionnels sont infusibles.
La structure tridimensionnelle est souvent construite à partir de chaînes courtes qui sont
réunies par des liaisons transversales. Les propriétés mécaniques et physiques de ces
plastiques sont fortement dépendantes de l’indice de réseau (nombre de ponts pour cent
atomes dans la chaîne), qui varie avec la fonctionnalité des nœuds (fc) et les proportions des
matériaux de base, mais aussi avec les paramètres de préparation (température, pression,
temps de cuisson).
A l’état amorphe, ils sont caractérisés par une transition vitreuse associée à la liberté
éventuelle de tronçons de chaînes importants (dans le cas d’un faible indice de réseau) qui
donne au matériau une flexibilité. Pour des structures très liées, la transition vitreuse
disparaît.
Page 25