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Dynamique et mécanique non linéaire d ??élastomères renforcés modèles

Aurélie Papon, PPMD (Paris)

par Salmon Jean-Baptiste - publié le

Aurélie Papon*+, Hélène Montes*, François Lequeux* et Laurent Guy+

* Laboratoire de Physico-chimie des Polymères et Milieux Dispersés (PPMD),
ESPCI ParisTech, 10 rue Vauquelin, 75005 Paris

+ Rhodia Opérations, 15 rue Pierre Pays, BP 52, 69660 Collonges-au-Mont-d’Or

Les élastomères renforcés sont couramment utilisés dans l ??industrie du pneu pour leurs bonnes propriétés mécaniques. En effet, l ??ajout de particules solides dans une matrice polymère permet d ??obtenir une augmentation du module élastique et une meilleure résistance à l ??abrasion et à la déchirure. Cependant, ces particules solides modifient également la dynamique du polymère et sont à l ??origine de phénomènes dissipatifs tels que l ??effet Payne  ??diminution du module élastique dès des sollicitations sinusoïdales de l ??ordre de quelques pourcents.

Pour mieux comprendre ces phénomènes, nous nous sommes attachés à étudier des élastomères renforcés modèles où la dispersion des particules solides est bien contrôlée.
Nous nous sommes tout d ??abord intéressés à l ??étude de la dynamique du polymère grâce à la RMN solide du proton. Des mesures de relaxation dans les élastomères renforcés nous ont montré la présence d ??une fraction de polymère ralenti ainsi que l ??existence d ??un gradient de mobilité des chaînes de polymère. Ceci est en accord avec l ??apparition d ??un gradient de température de transition vitreuse autour des particules solides.
Par ailleurs, nous avons étudié le comportement mécanique de ces échantillons lors de sollicitations sinusoïdales de grande amplitude (LAOS). Nous avons pu montrer que l ??effet Payne était superposé à un effet non linéaire de raidissement à l ??intérieur de chaque cycle de sollicitation. Ce comportement est similaire à un phénomène d ??extensibilité limite des chaînes de polymère.

aurelie.papon@espci.fr