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Auteur(s)
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Jacques VERDU : Docteur ès Sciences - Professeur à l’École Nationale Supérieure d’Arts et Métiers (ENSAM-Paris)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Nous nous proposons, après de brefs rappels sur la nature chimique des polymères à squelette covalent tridimensionnel, d’initier le lecteur :
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à la représentation des structures de réseau en fonction des données chimiques sur le système ;
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à la détermination théorique, à partir de ces représentations, des variables structurales définissant le réseau (comme celle que l’on appelle dans la pratique – le plus souvent improprement – taux de réticulation) ;
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et, enfin, à la détermination expérimentale de ces variables.
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3. Représentation de la structure du réseau
3.1 Notion d’unité constitutive du réseau (UCR)
Considérons par exemple un polymère linéaire tel que le poly(chlorure de vinyle), pour un échantillon de masse moléculaire moyenne voisine de 30 000 (g · mol – 1), la représentation suivante :
donne simplement les renseignements les plus importants sur la structure à l’échelle moléculaire (motif monomère) et à l’échelle macromoléculaire (dimension moyenne de la chaîne).
Comment bâtir une représentation équivalente dans le cas des polymères tridimensionnels ? L’unité structurale à représenter devrait, elle-aussi, comporter les informations les plus importantes sur l’échelle moléculaire (nature et concentration des différents groupements chimiques), et sur l’échelle macromoléculaire (dimension des mailles du réseau). Une telle unité structurale, que nous appellerons UCR, peut être constituée sur les bases suivantes.
a ) Elle doit refléter exactement la stœchiométrie et la fonctionnalité des monomères de départ.
b ) Elle doit obéir à des règles de connexion telles que le réseau infini doit pouvoir être construit par association d’UCR identiques à l’exclusion de tout autre élément structural. Pour cela, il faut qu’une UCR comporte toujours un nombre pair de jonctions, la moitié d’entre elles étant complémentaire de l’autre moitié. Pour plus de clarté, nous pouvons appeler femelle un type de jonction et mâle la jonction complémentaire :
Les jonctions mâle-mâle ou femelle-femelle sont interdites.
c ) Elle doit prendre en compte autant que possible les imperfections du réseau : chaînes pendantes, groupements n’ayant pas réagi, structures résultant de réactions secondaires, etc.
Pour faciliter les calculs, il est conseillé de prendre la plus petite UCR contenant un nombre entier de groupements et d’utiliser un code simplifié pour représenter les parties de la structure qui ne sont...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - DE GENNES (P.G.) - Scaling concepts in polymer physics. - 2e édition. Cornell University Press, Ithaca, New York (1985).
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(2) - FLORY (P.J.) - Principles of polymer chemistry. - Cornell University Press, Ithaca, New York (1971).
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(3) - YANG (Y.-S.), LEE (L.J) - Rheokinetic studies of unsaturated polyester resins. - Polymer Process Engineering, 5, p. 327 à 356 (1988).
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(4) - PENG (X.), GILLHAM (J.K.) - Time temperature-transformation (TTT) cure diagrams : relationship between Tg and the temperature and time of cure for epoxy systems. - Journal of Applied Polymer Science, 30, p. 4685-4696 (1985).
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(5) - MANSON (J.A.), SPERLING (L.H.) - Polymer blends and composites. - Heyden New York, Plenum Press (1976).
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(6) - HILDEBRAND (J.H.), SCOTT (R.L.) - Solubility of non-electrolytes. - Reinhold...
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