Identifiant pérenne de la notice : 270700382
Notice de type
Notice de regroupement
Note publique d'information : Le polyéthylène à ultra haute masse molaire (UHMWPE) présente une viscosité si forte
à l’état fondu que seuls des procédés de mise en forme de type frittage peuvent être
employé. Ce procédé rarement utilisé pour les polymères reste peu étudié. En particulier
les deux principaux mécanismes généralement mentionnés que sont le réenchevêtrement
et la cocristallisation aux interfaces sont difficilement observables séparément.
Le UHMWPE, grâce à sa très haute viscosité à l’état fondu et grâce à son plateau caoutchoutique
extrêmement étendue en température, peut faire l’objet d’essais mécaniques à la fois
à l’état semi-cristallin et à l’état fondu. Des poudres natives de UHMWPE de masses
molaires comprises entre 0,6 et 10,5 Mg.mol-1 sont utilisées comme matériau de départ
pour leur mise en oeuvre par frittage. La consolidation des interfaces par soudage
des particules a été effectuée sous pression à différentes températures supérieures
au point de fusion et pour différentes durées. Des expériences de traction effectuées
soit à température ambiante soit au-dessus du point de fusion ont permis de distinguer
le rôle de l'interdiffusion des chaînes au travers des interfaces de celle de la cocristallisation
dans les mécanismes de soudage de particules. Il s'est avéré qu’un soudage efficace
se produit dans une échelle de temps très courte. La très faible influence de la durée
de frittage par rapport à celle de la température de frittage a prouvé que l'interdiffusion
des chaînes n'est pas régie par un mécanisme de reptation. L'explosion à la fusion
des cristaux « hors-équilibre » de la poudre native est suggérée être le mécanisme
principal permettant un réenchevêtrement dans un laps de temps beaucoup plus court
que celui de la reptation. La cocristallisation est un phénomène si efficace dans
la consolidation de l'interface à l'état solide qu'elle masque significativement la
cinétique de réenchevêtrement gouverné par la température, visible dans les tests
mécaniques à l’état fondu.
Note publique d'information : One of the main issues of ultra-high-molecular-weight polyethylene (UHMWPE) is to
overcome its very high viscosity. Powder sintering is then often required instead
of injection or extrusion. However, sintering mechanisms remain partially understood.
Indeed, the two main mechanisms generally mentioned for interparticle welding, i.e.
re-entanglement and cocrystallization, can hardly be observed separately. Fortunately,
due to its very high molecular weight, UHMWPE exhibits an exceptionally broad rubbery
plateau so that mechanical tensile tests can be easily performed both below and above
the melting point. Four UHMWPE of molecular weight in the range of 0.6.106 g.mol-1
to 10.5.106 g.mol-1 have been processed by means of sintering of nascent powders.
The interface consolidation or particle welding was carried out under pressure at
various temperatures above the melting point and for various durations. Tensile drawing
experiments performed either at room temperature or above the melting point enabled
to discriminate the role of chain interdiffusion through the particle interface from
that of cocrystallization in the mechanism of particle welding. It turned out that
an efficient welding occurred within a very short time scale. The very weak influence
of sintering time compared to that of sintering temperature gave evidence that chain
interdiffusion was not governed by a reptation mechanism. The entropy-driven melting
explosion of the “non-equilibrium” crystals in the nascent powder is suggested to
be the main mechanism of the fast chain reentanglement and subsequent particle welding
within a time scale much shorter than the reptation time. Cocrystallization is so
much efficient in the interface consolidation in the solid state that it significantly
hides the temperature-governed kinetics.
paprika.idref.fr
data.idref.fr
Documentation
