Vieillissement par relaxation structurale (au sens large)
Vieillissement physique des matériaux polymères

Lorsqu’un matériau plastique est refroidi, au terme de ses opérations de mise en forme, la mobilité moléculaire diminue de plusieurs ordres de grandeur lors de la cristallisation ou de la vitrification. Les changements de configuration du réseau macromoléculaire nécessaires pour atteindre l’équilibre thermodynamique deviennent alors trop lents pour que cet équilibre puisse être atteint dans l’échelle de temps imposée par la vitesse de refroidissement. Le matériau se fige alors dans un état métastable que l’on peut schématiser par la figure 1.

À la température d’utilisation T_u, le matériau se trouve donc hors de l’équilibre. S’il est le siège d’une certaine mobilité résiduelle, celle-ci va lui permettre d’évoluer lentement vers l’équilibre (représenté par la droite Δ sur la figure 1). C’est ce phénomène d’évolution, représenté par le vecteur sur la figure 1 que nous appellerons vieillissement par relaxation structurale. On en connaît au moins trois variantes :

• la relaxation d’orientation lorsque le matériau a été figé à l’état orienté, les conséquences principales étant d’ordre dimensionnel (retraits anisotropes) ;

• la « post-cristallisation », lorsque le matériau a été figé avant que sa cristallisation ne soit complète, les conséquences étant d’ordre dimensionnel (retrait) et éventuellement mécanique (augmentation de module et de contrainte au seuil) ;

• la relaxation structurale isotrope, commune à tous les verres. Ce dernier phénomène, découvert par Kovacs et popularisé par Struik ...