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Article Dans Une Revue Rhéologie Année : 2011

Rhéologie, oxydation et vieillissement des polymères

Vincent Verney

Résumé

Rheology, oxidation and polymer aging Exposed to the atmosphere and under the action of various stimuli, oxidation reactions occur inside the macromolecular matter and cause the aging of organic materials. At the beginning of oxidation, the chemical changes accompanying this process are weak, but they can already have strong impacts on the physical properties. Usually, the macromolecular chains will be subject to chain-scissions or to chain-recombinations but generally these two processes coexist concurrently or chronologically. If it can be fairly easy to identify chain-scissions by a chemical indicator such as the formation of a carbonyl group (which can be measured by infrared spectroscopy), chain- recombination leading to cross-linking is much more difficult to assess because the chemical indicator will then be a carbon-carbon chemical bond. Let us add to this that the chemical analysis techniques have a sensitivity range of the order of %, while one must be able to measure changes in the order of ‰ ! The use of rheology, in particular through melt viscoelastic measurements, is then of a major scientific interest to identify and quantify the oxidation and its consequences in terms of molecular evolution.
En présence d'air et sous l'action de divers stimuli, des réactions d'oxydation se produisent au sein de la matière et provoquent le vieillissement des matériaux organiques. Au tout début de l'oxydation, les modifications chimiques qui accompagnent ce processus sont peu importantes, mais elles peuvent déjà avoir des répercussions fortes sur les propriétés physiques. D'une manière générale, les chaînes macromoléculaires vont être sujettes soit à des coupures de chaînes, soit à des recombinaisons, mais plus généralement les deux processus coexistent de façon concomitante ou chronologique. S'il peut être assez facile de mettre en évidence les coupures de chaînes par un indicateur chimique comme la mesure de l'apparition d'un groupe carbonyle (par spectroscopie infrarouge), la recombinaison des chaînes qui peut aller jusqu'à la réticulation l'est beaucoup moins car le seul indicateur chimique sera une liaison carbone-carbone. Rajoutons à cela que les techniques d'analyse chimique ont une plage de sensibilité de l'ordre du % alors que l'on doit mesurer des changements de l'ordre du ‰ ! L'utilisation de la rhéologie et en particulier de mesures viscoélastiques à l'état fondu est alors d'un intérêt scientifique majeur pour mettre en évidence et quantifier l'oxydation et ses conséquences en terme d'évolution moléculaire.
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Dates et versions

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Identifiants

  • HAL Id : hal-01151205 , version 1

Citer

Vincent Verney. Rhéologie, oxydation et vieillissement des polymères. Rhéologie, 2011, 20, pp.6. ⟨hal-01151205⟩
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