2.1 Techniques de mesure

a. DSC (Differential Scanning Calorimetry) Différentielle Calométrique à Balayage = enthalpie calorimétrique différentielle

C'est une technique de caractérisation du comportement des polymères lorsqu'ils sont chauffés. Elle permet de déterminer les transitions thermiques d'un polymère (ramollissement, transition vitreuse…)

Le récipient contenant le polymère absorbe davantage de chaleur au cours du chauffage que le récipient de référence → Mesure des variations de quantité de chaleur lors de la montée en température.

- Vitesse de chauffe = ΔT / t

- Capacité de chauffe (flux de chaleur) = q / t  d'où la Capacité calorifique Cp = q / ΔT

b. Détermination de la température de transition vitreuse (Tg ou Tv)

Flux de chaleur ↓ donc Cp ↑

<Tg ou Tv> déterminée par la méthode des tangentes. La transition vitreuse n’est visible que si le taux de cristallinité est faible (polymère amorphe).

Retenir que la transition vitreuse est un phénomène cinétique et que Tg dépend de la vitesse de chauffage et de refroidissement !

c.  Détermination de la Cristallisation (Tc)

T > Tg : les polymères sont mobiles. Au-delà d’une certaine T, les macromolécules ont suffisamment d'énergie pour s'agencer dans des dispositions très ordonnées (cristallisation). Cette organisation est accompagnée d’un dégagement de chaleur qui va être évacuée (exothermique).

Remarque : en raison de ce  désenchevêtrement des chaînes à l’état fondu, la cristallisation se produit à Tc < T_fusion (retard à la cristallisation).

d.  Détermination de la température de fusion

Fusion = transition du 1er ordre

Zones cristallines  donne  un liquide visqueux

Pour de faibles DP, Tf augmente quand M augmente.

Le chauffage > Tc permet d’atteindre la fusion du matériau (Tf) : détérioration des zones organisées et les chaînes de polymère bougent librement (phénomène endothermique).

La fusion des chaînes nécessite une qté précise chaleur → T = cste tant que toutes les zones organisées ne sont pas fondues.

2.2 Mesure des caractéristiques mécaniques

Analyse thermomécanique dynamique (DMTA)

C’est l’étude de la réponse à une sollicitation mécanique dynamique de forme sinusoïdale en fonction du temps et de la température.

Permet de déterminer la Tg, la viscosité, le module d’Young…