I3 - Propriétés physiques des
polymères
I 3-1 - Structure des polymères
Les polymères ne sont pas des corps purs. Ils sont
constitués de macromolécules qui ne sont pas toutes identiques.
En conséquence, ils n'ont pas de température de fusion nette.
Au-delà d'une certaine température, dépendante du
polymère, appelée température de transition vitreuse Tv,
les polymères thermoplastiques se transforment en un liquide plus ou
moins visqueux.
Cette transformation s'accompagne d'une variation brusque des
propriétés physiques telles que la masse volumique, la chaleur
massique, la viscosité,...
Les thermoplastiques ont un comportement intermédiaire
entre celui d'un solide élastique et celui d'un liquide visqueux. Ce
sont des composés viscoélastiques.
L'étude de la diffraction des rayons x montrent que
certains polymères comportent des régions cristallines ou les
chaînes sont ordonnées. Ces régions s'appellent
cristallites. Ils peuvent donc se repartir dans un ordre caractéristique
de l' un des réseaux cristallins. Entre ces cristallites, existent des
zones amorphes où les chaînes sont disposées au hasard. De
tels polymères sont cristallins. Les polymères ne
possèdent donc pas une structure cristalline parfaite, mais juste
partielle.
On exprime la proportion de phase cristalline par le taux de
cristallinité Xc. Suivant la valeur de
Xc, la nature du polymère change et les
propriétés physiques aussi [8].
Au sein d'une même famille, plus une matière est
cristalline, plus le nombre de liaisons
intermoléculaires est élevé et plus la
résistance du polymère à la traction est importante
[8].
Polymères Structure des cristallites
PE Orthorhombique
PP Monoclinique
PB (syndiotactique) Orthorhombique
PB (isotactique) Rhomboédrique
PVC Orthorhombique
PTFE Hexagonal
PA6.6 Triclinique
Les propriétés mécaniques des
polymères dépendent de la nature chimique des molécules
qui le constituent, de leur masse moléculaire, mais aussi des additifs
ajoutés lors de la mise en
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Mémoire présenté et soutenu par Jacques
Nkongo Dim
Les polymères dans l'industrie
forme. La polymolécularité est un facteur
important. Elle induit à caractériser la masse molaire d'un
polymère par des grandeurs moyennes :
-La masse moléculaire moyenne en nombre
-La masse moléculaire moyenne en poids
où Ni est le nombre de macromolécules i
Mi masse moléculaire de la macromolécule i
On définit aussi l'indice de
polymolécularité I autrement appelé indice de
polydispersité comme le rapport entre les moyennes en poids et en
nombre.
I =
Les polymères de grande importance technologique sont
ceux ayant un indice de polydispersité aussi petit que possible car
c'est dans ces conditions que l'on combine propriétés maximales
à l'état solide et facilité de mise en oeuvre.[2]
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