Prédire la durée de vie d’un matériau nécessite de connaître les principaux mécanismes de dégradations. Dans le cas des polymères, il s’agit de simuler correctement les phénomènes de coloration/décoloration, polarité, coupures, soudures ou encore les variations de température.

Le vieillissement d’un matériau est caractérisé par une évolution lente et irréversible suite à la combinaison de sollicitations mécaniques, d’interactions avec son environnement et de sa propre instabilité. Cet article s’intéresse plus spécifiquement aux phénomènes de vieillissement physique des matériaux polymères. Deux mécanismes principaux sont en jeu, les processus de relaxation structurale non impactés par l’environnement et les processus d’absorption-désorption lorsque l’environnement contient une espèce miscible au polymère.

L’oxydation des polymères hydrocarbonés résulte d’un processus radicalaire en chaîne. Des résolutions de tels schémas cinétiques peuvent être retenues en se limitant notamment à l’étude des faibles taux de transformation. Cet article décrit la modélisation cinétique de l’oxydation des polymères dans différents cas de figure : amorçage par décomposition unimoléculaire ou bimoléculaire des hydroperoxydes ou amorçage extrinsèque à vitesse constante, ce qui permet de couvrir une très large gamme de cas pratiques.

Le vieillissement d’un matériau est caractérisé par une évolution lente et irréversible suite à la combinaison de sollicitations mécaniques, d’interactions avec son environnement et de sa propre instabilité. Cet article s’intéresse plus spécifiquement aux phénomènes de vieillissement physique des matériaux polymères. Deux mécanismes principaux sont en jeu, les processus de relaxation structurale non impactés par l’environnement et les processus d’absorption-désorption lorsque l’environnement contient une espèce miscible au polymère.

Cet article est dédié aux voies de stabilisation destinées à ralentir les phénomènes de vieillissement des polymères. Deux méthodes de stabilisation sont présentées ; celle agissant contre le vieillissement anaérobie (UV, hydrolyse) et celle agissant contre l'oxydation. Les principaux mécanismes chimiques mis en jeu sont rappelés, ainsi que les principaux paramètres décrivant le comportement physique des molécules. L'ensemble permet d'établir un modèle adapté à la prédiction de la durée de vie d'un polymère industriel.

Le vieillissement chimique correspond à tout mode de vieillissement impliquant des modifications de la structure chimique des macromolécules. Sauf rares exceptions, les processus de vieillissement « anaérobie » sont radicalaires, et donc susceptibles de jouer un rôle d'amorçage des processus d'oxydation. Lorsque le polymère est mis en présence d'oxygène, ce dernier tend à réagir avec les radicaux, donnant ainsi une orientation différente au processus de vieillissement, souvent en l'accélérant. Mis à part l'oxygène, l'espèce réactive la plus courante est l'eau, mais seules quelques familles chimiques, essentiellement les polyesters et polyamides, sont réactives à celle-ci. Dans cet article, seront traités les principaux processus de vieillissement : les processus « anaérobies » d'une part, et l'oxydation, d'autre part.