Influence De La Température Et Du Vieillissement Thermique Sur Le Comportement Mécanique Et Microstructurale Du Polyméthacrylate De Méthyle (pmma)

Résumé: Le principal objectif de ce travail été de mieux connaitre le comportement du PMMA face aux différentes sollicitations essentiellement la température, de comprendre les mécanismes responsables de la dégradation thermique, et par conséquence, pousser ce matériau aux propriétés exceptionnelles aux conditions limites de l’utilisation. Dans la première partie de l’etude que nous avons mené, nous avons caractérisés le PMMA sous différentes températures respectivement inférieures et supérieure à la Tg, à travers des essais de tractions, les courbes qui en résultent permettent d'effectuer une première série d’observation sur le comportement mécanique du PMMA. Nous constatons un comportement classique d'un polymère amorphe à savoir une réponse viscoélastique de plus en plus non linéaire au fur et à mesure que la déformation augmente. Le PMMA à l’origine dur et fragile présente un comportement dur et résistant au voisinage de 60°C, puis passe à dur et tenace au voisinage de la limite inférieure de la Tg, autrement dit ; il passe d’un caractère fragile à un caractère ductile à l’approche de la Tg. Le PMMA affiche une certaine tenacité même au-delà de la limite supérieure de la Tg, une particularité que tous les polymères thermoplastiques ne possèdent pas, ce qui sous entends des domaines d’utilisation élargis tel que le thermoformage. Le module de Young, la limite d’élasticité, la contrainte au seuil d’écoulement et la contrainte de rupture diminuent au fur et à mesure que la température augmente, ceci dit ; le comportement du PMMA dépend fortement de la température. D’après G’sell [18], cette chute des caractéristiques s’explique par la propagation de l’instabilité. Dans la deuxième partie de notre travail, nous avons caractérisés la PMMA par une série d’essais de compression, effectuée sur des éprouvettes de PMMA à l’état vierge et vieillis sous différentes températures et pour différentes périodes. Ceci dans le but d’approcher la durabilité dans le temps de ce matériau et pour mieux comprendre les mécanismes responsables de sa dégradation. Le vieillissement thermique du PMMA donne naissance à plusieurs phénomènes complexes à l’échelle microstructural, essentiellement, la relaxation moléculaire ce qui induit des changements de conformation, notamment pour les températures de vieillissement supérieures, ce qui explique les évolutions de comportement. Ces évolutions de comportement convergent vers une évidence qui est la dégradation des propriétés du PMMA, notamment la limite élastique. La résistance du PMMA au vieillissement thermique est très bonne comparativement à d’autres thermoplastiques, ajoutée à son excellente résistance au UV et aux rayures, il pourra largement être utilisé dans des applications qui nécessitent davantage de transparence, et pourra donc remplacer le verre ou le polycarbonate. En perspectives, nous suggérons ce qui suit : - Faire une combinaison du vieillissement thermique et sous ultraviolet. - Des essais complémentaires tels que perte de masse et micro dureté apporterons un bon complément d’information au sujet de l’évolution du comportement au cours du vieillissement.

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