UTBM materiaux polymeres et composites 2006 gm

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2 Mai 2006MA50 MEDIANPOLYMERE ET COMPOSITESAucun document autoriséI ( 2 points) –1. Déterminer Mn et Mw d’un échantillon de PS dont les caractéristiques sont donné esdans le tableau ci dessous:intervalle masse molaire moyenne masse de polymèredans l’intervalle dans l’intervalleg/mol g1 20000 0.32 40000 0.93 60000 2.24 80000 65 100000 76 120000 47 140000 1.88 ...
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I ( 2 points) –
MA50MEDIAN POLYMERE ET COMPOSITES
Aucun document autorisé
2 Mai 2006
1. DéterminerMn et Mw d’un échantillon de PS dont les caractéristiques sont données dans le tableau ci dessous:
intervalle massemolaire moyennemasse de polymère dans l’intervalledans l’intervalle g/mol g 1 200000.3 2 400000.9 3 600002.2 4 80000 6 5 100000 7 6 120000 4 7 1400001.8 8 1600000.9 2. Ensupposant que l’échantillon de PS est constitué par un même nombre de moles dans chaque intervalle, calculer leMn et Mw
II (4 points) – 1. Enquoi le Tg peut-il influencer les propriétés finales du produit pendant son utilisation. Parmi la liste despolymères donnée en annexe : lesquels conviendraient à la fabrication d’une luge pelle lesquels conviendraient à la fabrication d’un biberon Vous justifierez vos réponses 2. Envous référant à la structure du matériau, expliquer pourquoiles thermoplastiques peuvent être fondus et se solidifierà nouveau de manière indéfinie alors que ce n’est pas le cas pour les thermodurcissables ? 3. Quelleest la fonction d’un plastifiant ? 4. Quelssont les avantages d’un thermoplastique elastomère par rapport à un élastomère classique ? Donner un ex de thermoplastique élastomère
III (3 points) – Les polymères semi cristallins sont souvent utilisés comme matériau pour des objets dont le taux de déformation plastique est important avant rupture 1. Représenterune courbe théorique contrainte/ déformation uniaxiale pour un polymère semi-cristallin 2. Quelstypes de liaison sont présents dans ce polymère. Dessiner une structure semi cristalline
3. Unedes propriétés de ce polymère est de pouvoir stabiliser une grande déformation plastique avant rupture. Expliquer cette propriété en expliquant les changements de microstructure au cours de la déformation
IV (5 points) – Représenter sur un même graphique l'allure de la courbe du module d'élasticité en fonction de la température pour les 5 polymères suivants: -Un polystyrène atactique non réticulé (at-PS) de masse molaire 500g/mol -Un polystyrène atactique non réticulé (at-PS) de masse molaire 200000g/mol (Tg =100 ° C) -Un polystyrène atactique non réticulé (at-PS) de masse molaire 1000000g/mol ayant une Température d'écoulement de 220 ° C -réticulé stable thermiquement jusqu'à 300° CUn polystyrène atactique -Un polystyrène isotactique non réticulé (is-PS) refroidi lentement depuis l'état fondu de masse molaire 1000000 g/mol (Tm=240° C) Vous préciserez le type de structure pour chaque polymère
V (5 points) – Un élément de Voigt est constitué d’un ressort de constante E= 1 GPa et d’un amortisseurde 13 constantehs. Cet élément est soumis au cycle de contraintes suivant . Il n’y apas=10 Pa de déformation à l’instant initial. s
0.03 E
0.01 E
 10 15 1. Calculerla déformation à t=20 heures 2. Calculertandpour un élément de voigt ayant subi une déformation sinusoïdale e1eosin(wt) .On rappellera que la contrainte résultante pour un matériau viscoélastique est déphasée dedet est de la formes1sosin (wt +d !
VI (1point) – Estimer la viscosité d’un polystyrène à 140° C en utilisant l’équation WLF et sachant que sa viscosité à 130° C vaut 10 KPa s : T C1T Tr æh( !ö %(%! log(a!1log1pour T1T C117.44 ,C151.6T(°K) ç ÷ T rg1 2 ç ÷ h(T!C#(T%T! èrø2r
Données Polymère
Mn=SNiMi/SNi
Mw=SwiMi/Swi
matériau
LDPE PTFE HDPE PP PA 6,6 PET PVC PS PC
Tg TF E (° C)(° C)(GPa) -110 1150.17-0.28 -97 3270.40-0.55 -90 1371.06-1.09 -18 1751.14-1.55 57 2651.58-3.80 69 2652.8-4.1 87 2122.4-4.12.2 100 2402.28-3.28 150 2652.38
Résistance Traction MPa 8.3-31.4 20.7-34.5 22.1-31 31-41.4 75.9-94.5 48.3-72.4 40.7-51.7 35.9-51.7 62.8-72.4
Allongement Rupture (%) 100-650 200-400 10-1200 10-600 15-300 30-300 40-80 1.2-2.5 110-150
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