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Thèse soutenue

Glissement aux parois des polymères fondus enchevêtrés

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Auteur / Autrice : Frédéric Legrand
Direction : Jean-Michel Piau
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique
Date : Soutenance en 1997
Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Résumé

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On etudie tout d'abord le glissement sur une surface metallique usinee, qui adsorbe fortement le polymere. Pour atteindre les forts taux de deformation necessaires, une filiere d'extrusion bidimentionnelle a ete construite. Les mesures de vitesses dans l'ecoulement sont faites en suivant le mouvement de particules solides. Des mesures de birefringence de contrainte sont faites soit globalement par la methode des franges, soit localement au moyen d'un appareil a modulateur photo-elastique. Trois polymeres sont etudies : un polydimethylsiloxane, un polybutadiene et un styrene-butadiene statistique. Les mesures apportent une comprehension du lien entre le glissement et l'instabilite elastique qui se declenche en amont de la filiere. Une experience complementaire utilisant des marqueurs fluorescents permet de mesurer le champ de vitesse a une distance de la paroi de l'ordre du micrometre. Elle montre que le glissement se fait sur un plan localise dans le volume du polymere, juste au dessus des rugosites de la surface. Le mecanisme du glissement est donc un desenchevetrement de la couche piegee par les rugosites par rapport au polymere en ecoulement. Dans un deuxieme temps, le glissement d'un polydimethylsiloxane est obtenu sur des surfaces qui adsorbent faiblement le polymere, au moyen d'une methode de rheometrie cone-plan capable d'operer a faible taux de cisaillement. Le glissement obtenu sur la silice propre et sur la silice recouverte d'une monocouche organique montre l'influence du taux d'adsorption des chaines sur le seuil de glissement. Apres avoir etabli un modele qui calcule la contrainte necessaire a la desorption des chaines, nous en concluons que le glissement se fait ici aussi par desenchevetrement des chaines adsorbees par rapport au fondu en ecoulement. Enfin, un glissement a l'interface entre un polydimethylsiloxane et un polybutadiene est etudie et interprete la encore en terme de desenchevetrement dans la couche d'interpenetration.