4. Viscoélasticité des macromolécules
• Rhéologie des polymères
À l'état fondu ou à concentration élevée, le comportement des macromolécules est conditionné, plus que pour tout autre état, par leur masse molaire. Les pelotes macromoléculaires de dimension moléculaires suffisantes peuvent s'enchevêtrer et, dès lors, totalement changer les propriétés d'écoulement. À cet égard, l'étude du flux et des propriétés viscoélastiques des polymères en solution ou à l'état fondu apporte de précieuses informations sur la structure des polymères. La discipline qui traite des relations entre la contrainte et la déformation d'un liquide est appelée rhéologie. Un liquide polymère (en particulier à l'état fondu) est caractérisé par un comportement viscoélastique ; l'analyse rhéologique a, en réalité, trait à l'étude du comportement de ce liquide polymère au-delà des limites d'une vitesse de cisaillement nulle et d'une dilution infinie, qui concernent, quant à elles, plus particulièrement la viscosité intrinsèque. Les mesures rhéologiques peuvent être effectuées de diverses manières, notamment par la détermination de la contrainte subie par le milieu en réponse à une déformation constante ou, au contraire, par la sollicitation de façon constante du milieu et examen de la déformation engendrée.
Trois grandeurs peuvent être obtenues au terme d'une expérience de rhéologie :
– la viscosité (η), qui est le rapport de la contrainte de cisaillement à la vitesse de cisaillement ;
– le module de conservation (G′), qui est le rapport de la composante en phase de la contrainte sur la déformation sinusoïdale ;
– le module de perte (G″), qui est le rapport de la composante déphasée de 900 de la contrainte sur cette même déformation sinusoïdale.
G′ caractérise l'élasticité du matériau alors que G″ traduit la dissipation de l'énergie par friction.
Dans leur très grande majorité, les polymères ne se comportent pas comme des liquides newtoniens, lesquels sont caractérisés par une viscosité constante indépendante de la vitesse de cisaillement appliquée. Un liquide polymère manife […]
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