Effet des contraintes de mise en œuvre sur la cristallisation des polymères

Les performances d’un matériau, en général, et d’un matériau polymère, en particulier, sont conditionnées par sa morphologie. De plus, s’il s’agit d’un matériau semi-cristallin, cette morphologie peut être très affectée par les paramètres de mise en œuvre qui constituent l’ensemble du passé thermomécanique du matériau, depuis l’état fondu jusqu’à l’objet final (température, déformation, pression…). Selon sa structure chimique, le matériau polymère se comporte différemment vis-à-vis de ces paramètres macroscopiques. Par exemple, l’orientation moléculaire induite par l’écoulement sera plus importante et persistante si la masse molaire est élevée, ou bien, les entités cristallines seront plus épaisses si la solidification s’est produite à plus haute température, etc. Ainsi, la morphologie du matériau solidifié ne résulte pas uniquement de sa structure chimique mais des interactions de celle-ci avec l’ensemble des sollicitations extérieures. Par ailleurs, dans un dispositif de mise en œuvre tel qu’une presse à injecter, une extrudeuse ou une ligne de filage, ces multiples sollicitations (thermique, mécanique) sont simultanées et inhomogènes. Donc, la compréhension des mécanismes de formation des diverses morphologies ne peut se faire qu’en sollicitant le matériau de façon contrôlée dans des expériences de laboratoire (rhéométrie, analyse calorimétrique, …). Les travaux présentés sont axés sur la compréhension des liens entre la déformation subie à l’état fondu par le matériau et la morphologie cristalline obtenue. Bien souvent, cela comporte aussi l’étude de la cinétique de cristallisation. Différents dispositifs expérimentaux sont montrés ainsi que l’effet de divers paramètres de mise en œuvre mais aussi celui de la formulation (structure moléculaire du polymère, agent nucléant, fibres…). Certains modèles simples décrivant la cinétique de cristallisation sont aussi exposés

Effects of the crystallinity on the Beta-relaxation of poly(ethylene terephthalate)

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Shear-Induced Structuring Kinetics in Thermoplastic Segmented Polyurethanes Monitored by Rheological Tools

International audienceThermoplastic segmented polyurethanes (TPUs) are an important class of thermoplastic elastomers with a twophase microstructure arising from the thermodynamic incompatibility between hard (HSs) and soft segments. This microphase separation observed on cooling from a homogeneous state is often combined with the solidification of either or both types of segments. In this study, the structuring mechanism of two TPUs with HSs based on 4,40-diphenylmethane diisocyanate and 1,4-butanediol was investigated from rheological measurements. Hence, in addition to the structuring temperature influence, the effect of an applied preshear flow in the melt polymer was analyzed, in particular. The results clearly show an enhancement of the solidification kinetics by the preshear. Indeed, the measured structuring time can be reduced by more than 1 decade. Rheo-optical microscopy observations coupled with a shearing hot stage corroborated these results and showed the modification of the microstructure by the shear

Morphology development in immiscible polymer blends during crystallization of the dispersed phase under shear flow

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Crystallization from the melt at high supercooling in finely dispersed polymer blends: DSC and rheological analysis

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Matériaux Adaptés à la Fabrication de Répliques de Vaisseaux Sanguins

L\textquoterightinvention concerne les matériaux utilisés pour la réalisation de répliques (ou fantômes) de vaisseaux sanguins patient-spécifiques par une technique de fabrication additive. Ces répliques sont fabriquées en matériaux synthétiques dont les propriétés sont très représentatives de celles déterminées sur des vaisseaux sanguins humains sains ou pathologiques (anévrisme, athérosclérose, dissection...). Grâce à ces matériaux, on peut rapidement fabriquer des fantômes qui présentent les caractéristiques à la fois morphologiques et mécaniques des tissus réels ouvrant leur champ d\textquoterightapplications à différents usages : entrainement préopératoire des chirurgiens, formation des médecins, étude du flux sanguin, validation des algorithmes de traitement d\textquoterightimages...La principale particularité de l\textquoterightinvention réside dans la ma\^ıtrise de la variabilité de propriétés mécaniques des matériaux mis au point, permettant de reproduire le comportement mécanique quel que soit l\textquoterightétat de santé du vaisseau. Ce comportement présente une composante viscoélastique et une composante hyper-élastique

Morphological and rheological properties of zirconia filled polyethylene

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Assessment of the hyper-viscoelastic behavior of aorta phantoms from ultrasound images

International audienceThis work was carried out within a research project aiming to produce replicas (or phantoms) representing the mechanical behavior of the cardiovascular system as faithfully as possible. Healthy vessels as well as vessels suffering from pathologies should be considered. Various applications of these phantoms can be forecast: repeating surgical procedures before real interventions (including the effect of blood flow), validation of the medical image processing algorithms, assistance in modeling viscoelastic behavior of real tissues ... Specifically, the aim of this work was to validate a method for characterizing the hyper-viscoelastic behavior of silicone tubes by measuring the deformation (Inflation-Extension) using a medical imaging method (ultrasound) while the periodic blood flow is simulated in the tube. This is achieved by inserting the tube in a water circuit where the pressure is controlled to simulate the blood pressure. This circuit is itself immersed in a water bath for transmitting ultrasonic waves. The system was validated by showing that the hyper-viscoelastic behavior measured by this way was consistent with that determined by standard methods such as tensile tests and dynamic mechanical analysis. Diverse silicone formulations, exhibiting behaviors covering the range of those of real arterial tissues, were thus tested. Their behaviors were described on the basis of hyper-viscoelastic model constituted of several Maxwell elements in parallel with a hyperelastic branch (Yeoh model). Eventually, this method can be adapted to determine the hyper-viscoelastic behavior of real blood vessel walls by a non-invasive method based on medical imaging. Hence, it would be helpful to diagnose or predict pathologies affecting the hyper-viscoelastic behavior of the arterial wall

Développement et validation de fantômes d'aorte aux propriétés mécaniques contrôlées

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Matériaux Adaptés à la Fabrication de Répliques de Vaisseaux Sanguins

L\textquoterightinvention concerne les matériaux utilisés pour la réalisation de répliques (ou fantômes) de vaisseaux sanguins patient-spécifiques par une technique de fabrication additive. Ces répliques sont fabriquées en matériaux synthétiques dont les propriétés sont très représentatives de celles déterminées sur des vaisseaux sanguins humains sains ou pathologiques (anévrisme, athérosclérose, dissection...). Grâce à ces matériaux, on peut rapidement fabriquer des fantômes qui présentent les caractéristiques à la fois morphologiques et mécaniques des tissus réels ouvrant leur champ d\textquoterightapplications à différents usages&nbsp;: entrainement préopératoire des chirurgiens, formation des médecins, étude du flux sanguin, validation des algorithmes de traitement d\textquoterightimages...La principale particularité de l\textquoterightinvention réside dans la ma\^ıtrise de la variabilité de propriétés mécaniques des matériaux mis au point, permettant de reproduire le comportement mécanique quel que soit l\textquoterightétat de santé du vaisseau. Ce comportement présente une composante viscoélastique et une composante hyper-élastique.</p