Initiation à la chimie et à la physico-chimie macromoléculaires Volume 2

Description

Maîtrisez la rhéologie et la viscoélasticité des polymères.

Résumé

Transition Vitreuse et Recouvrance de Structure

Le premier chapitre introduit la transition vitreuse et étudie également la recouvrance isobare des verres. Ce chapitre présente une esquisse de théorie phénoménologique et décrit les aspects fondamentaux de cette recouvrance. Le modèle à un seul paramètre d’ordre est analysé. Puis, il aborde le modèle à plusieurs paramètres d’ordre. Une comparaison par l’expérience amène la discussion sur les prévisions théoriques.

Principes et Théories de la Viscoélasticité des Polymères

Ce chapitre commence par les différents types de comportements mécaniques. Il définit la viscoélasticité et ses hypothèses et détaille le traitement mathématique de la viscoélasticité linéaire. De plus, il décrit les mesures viscoélastiques dynamiques. Vous trouverez également, le principe de superposition temps-température et le contenu expose les théories moléculaires du phénomène. L Enfin, il traite de la déformation plastique et des grandes déformations.

Les Polymères Fondus et l’Écoulement Visqueux

Ce chapitre se concentre sur les propriétés d’écoulement. Il débute avec la rhéologie des polymères fondus. Ensuite, il analyse l’écoulement visqueux dans les canaux simples, ainsi qu’une description des écoulements développés. Les écoulements en entrée et sortie de capillaire font partie de ce chapitre. Le texte aborde ensuite les facteurs influant sur la viscosité en cisaillement. Une partie se consacre à l’effet du cisaillement, de la température et de la pression avec l’influence de la structure moléculaire en détail.

Viscosité Élongationnelle et Instabilités d’Écoulement

Le livre aborde la définition de la viscosité élongationnelle des polymères fondus et souligne son importance pratique. L’ouvrage inclus une présentation des méthodes de mesure directe et indirecte . L’analyse de la relation entre viscosité et taux de déformation  ainsi que le phénomène de gonflement en sortie de filière lié à l’élasticité du fluide. Enfin, des explications sur les instabilités d’écoulement vous donneront un aperçu de leurs influences. Deux annexes fournissent les calculs de contrainte et de vitesse de cisaillement.

Procédés de Mise en Œuvre des Matières Plastiques

Ce chapitre décrit les méthodes de transformation des plastiques. Il commence par le moulage par compression et couvre les matières, les moules et les presses utilisées. Le livre parcourt le moulage par compression-transfert et le processus de moulage par injection . Une section complète se consacre à l’extrusion avec la théorie de la vis et les applications. Vous trouverez aussi l’analyse du procédé de calandrage. D’autres procédés comme la coulée et le rotationnel sont cités.

Adhésion, Adhésifs et leurs Familles Chimiques

Ce chapitre porte sur l’adhésion et les adhésifs et présente les aspects généraux du collage. Cette partie expose les théories ou modèles de l’adhésion et aborde les aspects pratiques de cette technique. Les principales familles d’adhésifs sont classifiées. Les adhésifs époxydes et polyuréthannes sont décrits. D’autres types, comme les acryliques et thermofusibles, sont examinés. La section inclut les adhésifs à base de caoutchouc et vinyliques.

Élaboration des Fibres Textiles Synthétiques

Ce chapitre traite des fibres textiles synthétiques. Un rappel historique de leur production est donné. L’évolution prévisible de leur fabrication est discutée. Il se concentre sur l’élaboration des matières premières. L’obtention des monomères pour polyamides et polyesters est expliquée. La production du monomère des polyacrylonitriles est détaillée. L’élaboration des polymères est abordée sous deux aspects. Les aspects théoriques et technologiques sont présentés.

Conformation et Application des Fibres Synthétiques

Les propriétés des polymères sont ensuite analysées. Le texte explique la conformation des polymères sous forme textile. Il précise les limites de l’étude. Il définit les propriétés recherchées pour les fils synthétiques. La conformation des polymères fondus est étudiée. L’évolution actuelle des procédés est mentionnée. Le cas des polymères non fusibles est aussi couvert. Une annexe introduit le sujet des non tissés. Elle en décrit les modes d’obtention, les propriétés et les applications.

Résines Renforcées et Matériaux Composites

Ce chapitre se focalise sur les résines renforcées. Il introduit la notion de matériau composite. Il donne une définition claire et une classification. Les matériaux de base sont étudiés, comme les matrices. Les différentes structures composites sont décrites. Il présente les procédés de mise en forme directe. Les propriétés générales des composites sont analysées. Leurs domaines de comportement sont distingués.

Propriétés Mécaniques des Composites à Fibres

Cette section détaille les propriétés élastiques. Elle concerne les composites à fibres continues. L’analyse macromécanique est utilisée. La notion d’élasticité des milieux anisotropes est essentielle. La résistance à la rupture est également étudiée. La résistance à la traction et à la compression est abordée. Le chapitre couvre aussi les matériaux à fibres discontinues. Le rôle de l’interface entre la fibre et la matrice est analysé.

Les Élastomères et leurs Techniques de Mise en Œuvre

Ce chapitre présente les différentes familles d’élastomères. Il distingue le caoutchouc naturel des synthétiques. Il explore en détail la vulcanisation des élastomères. Les méthodes par soufre ou radicale sont décrites. Le renforcement des élastomères est couvert. Les rôles des charges et des plastifiants sont expliqués. Le vieillissement et la protection des vulcanisats sont essentiels. Les techniques de mise en œuvre sont listées. Le mélangeage, l’extrusion et le moulage sont inclus.

Normes et Essais de Caractérisation des Polymères

Ce dernier chapitre est dédié aux normes et essais. Il présente la viscosimétrie à l’état fondu. Le rhéomètre capillaire et le cône-plan sont décrits. Les essais mécaniques à température constante sont analysés. Il distingue les petites et les grandes déformations. Les tests incluant une variation de température sont aussi étudiés. Une annexe donne les normes spécifiques aux élastomères.

Sommaire

Manuel Avancé de Physico-Chimie et Mise en Œuvre des Polymères

L’ouvrage Initiation à la chimie et à la physico-chimie macromoléculaires – Volume 2 est un manuel technique. Il a été édité sous l’égide du GFP (Groupe Français d’Etudes et d’Applications des Polymères). Ce second volume est dédié aux propriétés physiques et à l’application des macromolécules. Ce titre est essentiel pour les recherches sur Initiation physico-chimie macromoléculaires Volume 2, l’application des polymères GFP Rinaudo, et les propriétés mécaniques des plastiques.

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Analyse des Propriétés Rhéologiques et Mécaniques

Ce volume couvre des thèmes fondamentaux en science des matériaux. Il étudie la transition vitreuse et la recouvrance de structure des verres. Une grande partie est consacrée à la viscoélasticité des polymères. Il analyse les propriétés d’écoulement (rhéologie). Il aborde la viscosité élongationnelle des polymères fondus. Ces informations sont cruciales pour la modélisation des matériaux.

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Techniques de Transformation Industrielle et Adhésion

Le manuel détaille les principales méthodes de mise en œuvre des matières plastiques. De plus, il décrit le moulage par compression, l’injection et l’extrusion. Le livre couvre également l’étude de l’adhésion et des différentes familles d’adhésifs. Il présente les théories du collage et ses applications pratiques.

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Fibres Synthétiques, Composites et Élastomères

Une section est consacrée aux fibres textiles synthétiques. Le livre traite de leur élaboration et de leur conformation. Il introduit le concept de matériau composite. Il étudie les résines renforcées et leurs propriétés mécaniques. Un chapitre est dédié aux élastomères et à leur vulcanisation. Il s’achève sur les normes et essais de caractérisation des polymères.

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Ouvrage Scientifique d’Enseignement Supérieur (1981)

Ce volume est un document de 370 pages. Il a été publié par l’Edition GFP. Son dépôt légal date de 1981. Il est une ressource de référence historique pour les étudiants et professionnels. Il est recherché dans les domaines du génie des polymères et de la science des matériaux.

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Caractéristiques

• Titre : Initiation à la chimie et à la physico-chimie macromoléculaires – Volume 2

• Auteur/Éditeur : GFP, Groupe Français d’Etudes et d’Applications des Polymères Rinaudo (M.)

• Édition : GFP

• Format : Non spécifié (Manuel)

• Nombre de pages : 370 pages

• Dépôt légal : 1981

• Thème : Polymères, Physico-Chimie Macromoléculaire, Rhéologie, Mise en Œuvre des Plastiques

TABLE DES MATIÈRES

Chapitre I

La transition vitreuse et la recouvrance isobare de la structure des verres. Esquisse d’une théorie phénoménologique ••• 1

Introduction ••• 1

Aspects fondamentaux de la recouvrance de structure des verres ••• 2

Modèle à un paramètre d’ordre ••• 11

Modèle à plusieurs paramètres d’ordre ••• 13

Comparaison des prévisions théoriques avec l’expérience ••• 17

Discussion ••• 23

Chapitre II

Viscoélasticité des polymères ••• 29

I. Les différents types de comportements mécaniques ••• 29

II. Viscoélasticité – Généralités et hypothèses ••• 33

II.1 Comportement viscoélastique ••• 35

II.2 Traitement mathématique de la viscoélasticité linéaire ••• 39

II.3 Mesures viscoélastiques dynamiques ••• 52

III. Principe de superposition temps-température ••• 58

IV. Théories moléculaires de la viscoélasticité ••• 66

V. Influence de paramètres moléculaires sur les propriétés mécaniques ••• 71

VI. Déformation plastique – Grandes déformations ••• 78

Chapitre III

Les propriétés d’écoulement ••• 87

I. Les polymères fondus et rhéologie ••• 87

II. Écoulement visqueux à travers des canaux de section simple ••• 91

II.1 Écoulements développés ••• 91

II.2 Écoulement en entrée de capillaire ••• 96

II.3 Écoulement en sortie de capillaire ••• 98

III. Les facteurs influant sur la viscosité en cisaillement ••• 99

III.1 Le cisaillement ••• 99

III.2 Effet de la structure moléculaire ••• 101

III.3 Effet de la température ••• 103

III.4 Effet de la pression ••• 106

IV. La viscosité élongationnelle des polymères fondus ••• 108

IV.1 Définition ••• 108

IV.2 Importance ••• 108

IV.3 Mesure directe ••• 109

IV.4 Mesure indirecte ••• 109

IV.5 Viscosité – taux de déformation ••• 110

V. Le gonflement en sortie de filière ••• 111

V.1 Pourquoi un fluide élastique ? ••• 111

V.2 Lois de comportement ••• 112

V.3 Gonflement en sortie de filière ••• 113

VI. Les instabilités d’écoulement ••• 117

Annexe 1 : Calcul de Sd, la contrainte de cisaillement à la paroi du capillaire ••• 123

Annexe 2 : Calcul de γ̇d, la vitesse de cisaillement à la paroi du capillaire ••• 125

Chapitre IV

Mise en œuvre des matières plastiques ••• 127

Introduction ••• 127

I. Le moulage par compression ••• 127

I.1 Généralités ••• 127

I.2 La matière à mouler par compression ••• 128

I.3 Les moules ••• 129

I.4 Les presses ••• 131

II. Le moulage par compression-transfert ••• 133

II.1 Généralités ••• 133

II.2 La matière à mouler par transfert ••• 134

II.3 Les moules ••• 134

II.4 Les presses ••• 136

III. Le moulage par injection ••• 136

III.1 Généralités ••• 136

III.2 La matière à mouler par injection ••• 137

III.3 Les moules ••• 138

III.4 Les machines à injecter ••• 142

IV. L’extrusion ••• 146

IV.1 Généralités ••• 146

IV.2 La matière à extruder ••• 148

IV.3 Théorie de la vis ••• 148

IV.4 Les extrudeuses ••• 158

IV.5 Les applications de l’extrusion ••• 159

V. Le calandrage ••• 164

V.1 Généralités ••• 164

V.2 La théorie du calandrage ••• 164

V.3 Les calandres ••• 167

VI. Autres procédés de mise en œuvre ••• 168

VI.1 Le moulage par coulée ••• 168

VI.2 Le moulage par rotation ••• 169

VI.3 Le moulage par trempage ••• 170

VI.4 Le formage et le forgeage ••• 171

VI.5 Moulage de résines renforcées avec des fibres de verre ••• 173

Abréviations ••• 176

Bibliographie ••• 177

Chapitre V

Adhésion et adhésifs ••• 179

I. Aspects généraux du collage ••• 180

I.1 Théories ou modèles de l’adhésion ••• 180

I.2 Aspects pratiques du collage ••• 183

II. Les principales familles d’adhésifs ••• 187

II.1 Adhésifs époxydes ••• 187

II.2 Polyuréthannes ••• 193

II.3 Adhésifs à base d’esters acryliques ••• 195

II.4 Adhésifs thermofusibles ••• 197

II.5 Adhésifs thermostables ••• 198

II.6 Adhésifs à base de caoutchouc ••• 198

II.7 Adhésifs vinyliques ••• 204

II.8 Résines phénoliques ••• 206

II.9 Résines aminées ••• 206

III. Bibliographie ••• 208

Chapitre VI

Fibres textiles synthétiques ••• 209

I. Rappel historique et évolution prévisible de la production des fibres synthétiques ••• 211

II. Élaboration des matières premières pour les fibres synthétiques ••• 216

II.1 Élaboration des monomères des polyamides ••• 216

II.2 Élaboration des monomères des polyesters ••• 218

II.3 Obtention du monomère des polyacrylonitriles ••• 222

III. Élaboration des polymères ••• 223

III.1 Aspects théoriques ••• 223

III.2 Aspects technologiques ••• 226

III.3 Propriétés des polymères ••• 232

IV. Conformation des polymères synthétiques sous une forme textile ••• 233

IV.1 Limites de l’étude ••• 233

IV.2 Quelles définitions ••• 235

IV.3 Propriétés recherchées pour les fils et fibres synthétiques ••• 236

IV.4 Conformation des polymères fondus ••• 237

IV.5 Évolution actuelle des procédés ••• 244

IV.6 Conformation des polymères non fusibles ••• 244

Annexe : Les non tissés ••• 248

Modes d’obtention ••• 248

Propriétés et applications des non tissés ••• 251

Chapitre VII

Résines renforcées ••• 255

I. Généralités sur le renforcement. Notion de matériau composite ••• 255

I.1 Définition ••• 255

I.2 Classification ••• 258

I.3 Délimitation du cours ••• 259

II. Les matériaux de base ••• 259

II.1 Origine ••• 259

II.2 Les matrices ••• 264

II.3 Conclusion ••• 264

III. Structures composites ••• 265

III.1 Procédés de mise en forme directe ••• 265

III.2 Les formes intermédiaires ••• 265

III.3 Un exemple de structure composite ••• 267

IV. Propriétés générales des matériaux composites ••• 267

IV.1 Différents domaines de comportement des composites ••• 269

IV.2 Différentes approches de l’étude d’un matériau composite ••• 269

IV.3 Conclusion ••• 270

V. Propriétés élastiques des matériaux composites à fibres continues ••• 271

V.1 Analyse macromécanique. Notion d’élasticité des milieux anisotropes ••• 271

V.2 Analyse macromécanique. Étude expérimentale ••• 277

V.3 Analyse micromécanique ••• 277

VI. Résistance à la rupture des matériaux composites à fibres continues ••• 282

VI.1 Résistance à la traction dans le sens des fibres ••• 282

VI.2 Contrainte de rupture à la compression ••• 289

VI.3 Conclusion ••• 291

VII. Propriétés des matériaux à fibres discontinues ••• 291

VII.1 Distribution des contraintes ••• 291

VII.2 Résistance à la rupture ••• 297

VII.3 Vérifications expérimentales ••• 298

VII.4 Conclusion ••• 298

VIII. Rôle de l’interface et conclusion générale ••• 300

VIII.1 Traitements de surface ••• 300

VIII.2 Moyens d’investigation ••• 303

VIII.3 Conclusion ••• 305

Chapitre VIII

Les élastomères ••• 307

I. Les différentes familles d’élastomères ••• 310

I.1 Le caoutchouc naturel ••• 310

I.2 Les élastomères de synthèse ••• 312

II. La vulcanisation des élastomères ••• 321

II.1 La vulcanisation par le soufre ••• 323

II.2 La vulcanisation radiale ••• 330

II.3 Autres modes de vulcanisation ••• 331

III. Le renforcement des élastomères ••• 334

III.1 Les charges ••• 334

III.2 Les plastifiants ••• 343

IV. Le vieillissement et la protection des vulcanisats ••• 346

IV.1 Choix de l’élastomère ••• 346

IV.2 Choix du système de vulcanisation ••• 347

IV.3 Utilisation des systèmes de protection ••• 347

V. Les techniques de mise en œuvre ••• 349

V.1 Le mélangeage ••• 349

V.2 L’extrusion ••• 349

V.3 Le calandrage ••• 350

V.4 Le moulage ••• 350

Annexe : Normes et essais spécifiques aux élastomères, à leurs mélanges et aux vulcanisats correspondants ••• 353

Chapitre IX

Normes et essais ••• 357

I. Viscosimétrie à l’état fondu ••• 357

I.1 Les rhéomètres capillaires ••• 357

I.2 Le rhéomètre cône-plan ••• 361

I.3 Les viscosimètres spéciaux ••• 364

II. Essais mécaniques à température constante ••• 367

II.1 Petites déformations : pas d’évolution du matériau ••• 367

II.2 Grandes déformations : évolution du matériau ••• 374

III. Tests incluant une variation de température ••• 378

Par ed., GFP, Groupe Français d’Etudes et d’Applications des Polymères Rinaudo (M.)

Envoi soigné et Déposé en 48h (jours ouvrables) Edition GFP 16 x 24 x 2,6 cm 370 pages Dépot légal:1981 état correct : réparation de la reliure, coin de la couverture déchiré sur 7 mm,

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