Propriétés à court terme - Solvay Plastics

Propriétés à court terme
Propriétés en traction
On détermine les propriétés en traction en serrant un échantillon
dans les pinces d’un appareil d’essais et en séparant ces pinces à
une vitesse déterminée suivant la méthode d’essais ASTM D638.
La contrainte en traction est définie comme la force requise pour
séparer les pinces, divisée par la section minimale. L’échantillon
s’allonge en raison de la contrainte, et l’allongement divisé par sa
longueur initiale constitue la déformation.
Si l’on rapporte la contrainte appliquée à la déformation qui en
résulte, on obtient pour les polymères ductiles comme les
polysulfones une courbe similaire à celle de la figure 7.
La portion initiale de la courbe contrainte-déformation qui est
montrée à la figure 8 est particulièrement intéressante. Cette
figure montre que la déformation est directement proportionnelle
à la contrainte, jusqu’à une certaine valeur de la contrainte. On
appelle cette partie la zone d’élasticité linéaire ou zone
hookéenne ; cette contrainte limite est appelée limite
proportionnelle. Le module d’élasticité en traction correspond à la
pente de la courbe contrainte-déformation lorsqu’un échantillon
est soumis à une charge en traction. Comme il est difficile de
mesurer la pente d’une courbe, des conventions ont été adoptées
afin de standardiser les essais et de réduire les variations dans
leurs résultats. L’une de ces méthodes repose sur le calcul de la
pente d’une tangente à la courbe. Une autre utilise la pente d’une
sécante tirée entre l’origine et un niveau de déformation choisi
arbitrairement. Dans notre cas, c’est la méthode de la tangente à
la courbe qui a été utilisée pour obtenir ces données.
Les polymères ductiles atteignent leur « limite élastique » avant de
rompre. Au début de la séparation des mâchoires, la contrainte ou
force nécessaire à l’allongement de l’échantillon est directement
proportionnelle à l’allongement ou à la déformation. Plus l’essai
avance et plus les échantillons montrent un taux important de
déformation permanente, jusqu’au point où la contrainte
nécessaire à tout allongement supplémentaire devient moindre.
Ce point est celui de la « limite élastique » et le niveau de
contrainte correspondant est souvent appelé contrainte à la limite
élastique. L’allongement est appelé allongement à la limite
élastique ou déformation à la limite élastique. Au fur et à mesure
de l’essai, l’échantillon s’allonge jusqu’à rupture. Le niveau de
contrainte à ce point est appelé contrainte à la rupture en traction
ou tension de rupture. La méthode de détermination des
propriétés en traction, ASTM D638, définit la résistance à la
rupture en traction comme le maximum de la contrainte à la limite
élastique ou de la contrainte à la rupture.
Courbes contrainte-déformation
Les données sur les propriétés en traction sont généralement
indiquées en présentant sous forme de tableau des
caractéristiques comme la contrainte, le module d’élasticité et
l’allongement en traction. Bien que ces données soient suffisantes
pour la plupart des applications, la courbe contrainte-déformation
permet en elle-même de donner des renseignements
supplémentaires sur la réaction du matériau au chargement,
renseignements qui aideront les ingénieurs à estimer la viabilité
de la conception d’une pièce.
Les figures suivantes présentent les courbes
contrainte-déformation de plusieurs résines RADEL et ACUDEL.
L’essai sur les résines non chargées a été interrompu à la limite
d’élasticité, tandis que ceux sur les résines renforcées verre ont
été poursuivis jusqu’à la rupture.
Les courbes se trouvent à la figure 9 pour RADEL A-300A, à la
figure 10 pour RADEL R-5000, à la figure 11 pour ACUDEL 22000,
à la figure 12 pour ACUDEL 25000, à la figure 13 pour RADEL
AG-320, enfin à la figure 14 pour RADEL AG-330.
Figure 7
Courbe contrainte-déformation
Contrainte
Figure 8
Contrainte
Limite élastique
Voir
encart
Déformation, %
Déformation, %
Tangente
Sécante
Propriétés en traction
Courbe contrainte-déformation – Module tangente/sécante
– 9 – Guide de conception des résines RADEL