Vieillissement oxydant des polymères

Auteur(s) :

Verdu, Jacques (1939-....) Découvrir l'auteur

Résumé

Analyse des hypothèses de vieillissement des polymères pour permettre une évaluation des risques inhérents à leur utilisation pour une prédiction de durée de vie.

Éditeur(s)
- Hermès science publications-Lavoisier
Date
- DL 2012
Notes
- Bibliogr. Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (389 p.) : couv. ill. ; 24 cm
Collections
- Traité MIM-Mécanique et ingénierie des matériaux
Sujet(s)
- Oxydation
- Polymères -- Détérioration
ISBN
- 978-2-7462-3297-6
Indice
- 666.3 Industrie des polymères
Quatrième de couverture
- Le traité Mécanique et Ingénierie des Matériaux répond au besoin de disposer d'un ensemble complet des connaissances et méthodes nécessaires à la maîtrise de ce domaine.
  Conçu volontairement dans un esprit d'échange disciplinaire, le traité MIM est l'état de l'art dans les domaines suivants retenus par le comité scientifique :
  Géomécanique
  Matériaux
  Environnement et risques
  Chaque ouvrage présente aussi bien les aspects fondamentaux qu'expérimentaux. Une classification des différents articles contenus dans chacun, une bibliographie et un index détaillé orientent le lecteur vers ses points d'intérêt immédiats : celui-ci dispose ainsi d'un guide pour ses réflexions ou pour ses choix.
  Les savoirs, théories et méthodes rassemblés dans chaque ouvrage ont été choisis pour leur pertinence dans l'avancée des connaissances ou pour la qualité des résultats obtenus.
Tables des matières
- - Vieillissement oxydant des polymères
  - Jacques Verdu
  - Lavoisier
  - Introduction générale 15
  - Chapitre 1. Aspects méthodologiques 23
  - 1.1. Définitions23
  - 1.2. Modèles empiriques et semi-empiriques26
  - 1.2.1. Le modèle «arrhenien»26
  - 1.2.2. Le modèle «isodose»27
  - 1.2.3. Le modèle «cinétique global»28
  - 1.2.4. La méthode des corrélations28
  - 1.2.5. «Lois» mathématiques diverses29
  - 1.2.6. Conclusion30
  - 1.3. Vers une méthode non empirique de prédiction de durée de vie30
  - 1.3.1. Principes30
  - 1.3.2. Le modèle multi-échelles31
  - 1.3.3. Une nouvelle philosophie du vieillissement32
  - 1.4. Arguments contre la modélisation cinétique33
  - 1.4.1. Hypercomplexité33
  - 1.4.2. Hétérogénéité35
  - 1.4.3. Conclusion38
  - 1.5. Principes d'élaboration d'un modèle38
  - Chapitre 2. Aspects communs à tous les processus d'oxydation 41
  - 2.1. L'oxydation : un mécanisme radicalaire en chaîne41
  - 2.1.1. Caractère radicalaire41
  - 2.1.2. Réaction en chaîne42
  - 2.2. Propagation45
  - 2.2.1. Propagation par addition aux doubles liaisons45
  - 2.2.2. Propagation par arrachement d'hydrogène46
  - 2.2.3. Propagation par radicaux P°48
  - 2.3. Terminaison50
  - 2.3.1. La terminaison P° + P°51
  - 2.3.2. La terminaison P° + POO°53
  - 2.3.3. La terminaison POO° + POO°53
  - 2.4. Amorçage55
  - 2.4.1. Décomposition du polymère55
  - 2.4.2. Décomposition des produits d'oxydation56
  - 2.5. Aspects thermodynamiques66
  - 2.5.1. Amorçage66
  - 2.5.2. Propagation68
  - 2.5.3. Terminaison68
  - Chapitre 3. Schémas cinétiques de base 69
  - 3.1. Hypothèses simplificatrices69
  - 3.1.1. «U» unicité du site réactif69
  - 3.1.2. «E» excès d'oxygène71
  - 3.1.3. «A» vitesse d'amorçage constante71
  - 3.1.4. «S» état stationnaire72
  - 3.1.5. «C» constance de la concentration en substrat72
  - 3.1.6. «L» longue chaîne cinétique73
  - 3.1.7. «T» relation entre les constantes de vitesse de terminaison73
  - 3.1.8. «H» homogénéité de la réaction73
  - 3.1.9. «B» schéma en boucle73
  - 3.2. Le schéma «ASEC»74
  - 3.2.1. Vers un schéma «AEC»77
  - 3.3. Le schéma «ASCTL»78
  - 3.4. Le schéma «BESC»81
  - 3.4.1. Caractéristiques communes à tous les schémas «BESC»82
  - 3.4.2. Décomposition unimoléculaire des hydroperoxydes85
  - 3.4.3. Décomposition bimoléculaire des hydroperoxydes88
  - 3.5. Le schéma «BASC»90
  - 3.5.1. Le modèle «BASC» unimoléculaire91
  - 3.5.2. Une autre approche des schémas «BASC»94
  - 3.5.3. Comment reconnaître des mécanismes ?95
  - 3.6. Autres schémas98
  - 3.6.1. Consommation du substrat98
  - 3.6.2. Substrats insaturés100
  - 3.6.3. Propagation intramoléculaire dans le polypropylène103
  - 3.6.4. Cooxydation106
  - 3.7. Problèmes généraux d'analyse cinétique de l'oxydation des polymères - esquisse d'une nouvelle approche109
  - 3.7.1. Quasi-universalité du comportement cinétique110
  - 3.7.2. Constantes de vitesse112
  - 3.7.3. Une approche systématique113
  - Chapitre 4. Oxydation et diffusion de l'oxygène 117
  - 4.1. Propriétés de transport de l'oxygène dans les polymères117
  - 4.1.1. Solubilité117
  - 4.1.2. Diffusivité120
  - 4.2. L'équation réaction-diffusion125
  - 4.2.1. Approche classique125
  - 4.2.2. Résolution numérique132
  - 4.2.3. Epaisseur de la couche oxydée. Allure et évolution du profil133
  - Chapitre 5. Stabilisation 137
  - 5.1. Principes de la stabilisation137
  - 5.1.1. Action sur [O₂]138
  - 5.1.2. Action sur les rayonnements139
  - 5.1.3. Capture ou destruction des radicaux et hydroperoxydes139
  - 5.2. Diminution de la vitesse de décomposition des hydroperoxydes139
  - 5.2.1. Décomposeurs d'hydroperoxydes140
  - 5.2.2. Désactivateurs de métaux142
  - 5.3. Stabilisation par capture des radicaux P°143
  - 5.3.1. Noir de carbone143
  - 5.3.2. Radicaux nitroxyde145
  - 5.4. Stabilisation par capture des radicaux POO°146
  - 5.4.1. Généralités146
  - 5.4.2. Capteurs de radicaux POO°147
  - 5.5. Mélanges synergétiques DEC + CBA152
  - 5.6. Stabilisants polyfonctionnels153
  - 5.7. Amines encombrées154
  - 5.7.1. Aspects mécanistiques154
  - 5.7.2. Aspects cinétiques156
  - 5.8. Autres mécanismes de stabilisation158
  - 5.9. Aspects physiques de la stabilisation par adjuvants158
  - 5.9.1. Solubilité159
  - 5.9.2. Volatilité, évaporation163
  - 5.9.3. Diffusivité165
  - 5.9.4. Evaporation-diffusion168
  - 5.9.5. Démixtions et autres phénomènes170
  - Chapitre 6. Mobilité moléculaire et réactivité 173
  - 6.1. Problématique173
  - 6.2. La voie «chimique»178
  - 6.2.1. Exemple d'application : oxydation du PE à basse température179
  - 6.3. La voie «physique»183
  - 6.4. Contrôle par la diffusion des espèces réactives macromoléculaires et hétérogénéité186
  - 6.5. Le paradoxe de la thermostabilité des polymères vitreux190
  - Chapitre 7. Modifications structurales induites par l'oxydation 193
  - 7.1. A l'échelle moléculaire193
  - 7.1.1. Oxygène absorbé, groupements oxygénés193
  - 7.1.2. Chimiluminescence194
  - 7.1.3. Produits volatils d'oxydation196
  - 7.1.4. Comment inclure la formation de produits d'oxydation dans le modèle cinétique ?199
  - 7.2. A l'échelle macromoléculaire206
  - 7.2.1. Coupures dans les polymères linéaires207
  - 7.2.2. Coupures dans les polymères tridimensionnels214
  - 7.2.3. Soudures et coupures simultanées219
  - 7.3. A l'échelle morphologique224
  - 7.3.1. Polymères amorphes224
  - 7.3.2. Mélanges non miscibles de polymères amorphes225
  - 7.3.3. Polymères semi-cristallins à matrice amorphe vitreuse225
  - 7.3.4. Polymères semi-cristallins à phase amorphe caoutchoutique226
  - Chapitre 8. Conséquences de l'oxydation sur les propriétés physiques et mécaniques 235
  - 8.1. Introduction235
  - 8.2. Variations de masse236
  - 8.2.1. Cas particuliers239
  - 8.3. Variations de densité et de volume240
  - 8.4. Propriétés optiques242
  - 8.4.1. Modifications d'indice de réfraction242
  - 8.4.2. Coloration245
  - 8.4.3. Etat de surface247
  - 8.4.4. Quantification des effets de l'oxydation sur les propriétés optiques247
  - 8.5. Propriétés électriques248
  - 8.5.1. Spectre diélectrique248
  - 8.5.2. Rupture diélectrique249
  - 8.6. Transition vitreuse et fusion251
  - 8.6.1. Température de transition vitreuse251
  - 8.6.2. Température de fusion255
  - 8.7. Propriétés mécaniques aux faibles déformations255
  - 8.7.1. Rappels255
  - 8.7.2. Elastomères, phases caoutchoutiques257
  - 8.7.3. Phases amorphes vitreuses258
  - 8.7.4. Polymères semi-cristallins262
  - 8.8. Propriétés à la rupture dans le cas d'une dégradation homogène263
  - 8.8.1. Polymères linéaires amorphes vitreux et semi-cristallins à phase amorphe vitreuse subissant une dégradation263
  - 8.8.2. Polymères semi-cristallins à phase amorphe caoutchoutique subissant une dégradation267
  - 8.8.3. Elastomères subissant une dégradation269
  - 8.8.4. Thermodurs subissant une dégradation271
  - 8.8.5. Conséquences d'une oxydation superficielle sur le comportement à la rupture273
  - 8.9. Propriétés à la rupture dans le cas d'une réticulation homogène276
  - 8.9.1. Polymères amorphes vitreux276
  - 8.9.2. Elastomères279
  - Chapitre 9. Couplages 283
  - 9.1. Introduction283
  - 9.2. Fissuration «spontanée»284
  - 9.3. Couplage fissuration-oxydation286
  - 9.4. Durée de vie sous contrainte statique et oxydation288
  - 9.4.1. Amorçage mécanochimique289
  - 9.4.2. Effet de l'oxydation sur la cinétique de rupture292
  - 9.5. Vieillissement physique et oxydation300
  - 9.6. Oxydation pendant la mise en forme - dégradation et recyclage302
  - 9.6.1. Thermoplastiques302
  - 9.6.2. Thermodurcissables309
  - Chapitre 10. Oxydation sous irradiation 313
  - 10.1. Définitions. Aspects généraux313
  - 10.1.1. Caractéristiques des radiations313
  - 10.1.2. Différence entre amorçage photochimique et amorçage radiochimique314
  - 10.1.3. Grandeurs caractérisant le rayonnement et l'interaction matière-rayonnement316
  - 10.1.4. Grandeurs caractérisant la réaction318
  - 10.2. Amorçage radiochimique319
  - 10.3. Une particularité du vieillissement radiochimique324
  - 10.3.1. Stabilisation327
  - 10.4. Amorçage photochimique327
  - 10.4.1. Amorçage par photolyse des hydroperoxydes328
  - 10.4.2. «Facteur d'accélération» lié à l'intensité329
  - 10.4.3. Amorçage par décomposition thermique et photochimique des POOH330
  - 10.4.4. Amorçage en milieu absorbant, épaisseur de la couche photo-oxydée331
  - 10.4.5. Amorçage par d'autres processus332
  - 10.4.6. Sources de lumière polychromatiques333
  - 10.5. Photostabilisation336
  - 10.5.1. Stabilisation par effet d'écran337
  - 10.6. Vieillissement sous lumière solaire naturelle345
  - 10.6.1. Rayonnement solaire à la surface de la terre345
  - 10.6.2. Cinétique de photovieillissement des polymères350
  - 10.6.3. Conclusion sur le vieillissement photochimique sous rayonnement solaire naturel357
  - Bibliographie 359
  - Annexe 383
  - Index 387
  - Remerciements 391
Origine de la notice:
- FR-751131015