Academic literature on the topic 'Polyamide 11'

Ce rapport presente l'etude du vieillissement hydrolytique du polyamide 11 (pa 11) dans un milieu aqueux acidifie (0 ph 7) et en temperature (80 t 120c). Comme l'immersion des polyamides dans de tels milieux peut entrainer une modification importante des caracteristiques moleculaires et structurales, nous avons determine l'etat initial du pa 11 par l'analyse de ses caracteristiques physico-chimiques (saxs, waxs, meb, infrarouge), thermomecaniques (dmta) et diffusionnelles (courbes d'absorption d'eau). Les vitesses de diffusion et d'hydrolyse dependent de la temperature (avec une energie d'activation plus elevee pour l'hydrolyse). L'hydrolyse n'est pas controlee par la diffusion de l'eau, dans le domaine experimental teste. La decroissance des masses moleculaires (ces et viscosimetrie) semble indiquer que la coupure est statistique dans la chaine. Parallelement, le phenomene d'extraction observe lors des absorptions en milieu acide et la forte augmentation des poids sec des echantillons montrent que des courtes chaines sont creees en quantite importante lors de l'hydrolyse du pa 11. Au-dela de 90c, les courtes chaines sont extraites par le milieu. Cette etude a ete etendue aux pa 6 et pa 12. Ces resultats nous ont conduit a proposer un mecanisme de vieillissement hydrolytique des polyamides. Il est base sur l'existence d'une cage ou les terminaisons de chaines peuvent soit se recombiner soit se dissocier en fonction de la longueur de segment coupe. Sur cette base, nous proposons un modele cinetique d'hydrolyse en considerant la catalyse par les protons du milieu et par les terminaisons acides creees. Ceci nous permet d'estimer le nombre de coupures global qui prennent place dans le materiau ainsi que la decroissance de masse moleculaire

On étudie, en fonction de la température et de la vitesse de déformation, les conditions sous lesquelles se produit une rupture fragile d'éprouvettes entaillées, injectées en polyamide 11 plastifié. On discute des relations entre viscoélasticité et rupture puis on étudie la phénoménologie de la rupture par une observation détaillée des facies de rupture. On met en évidence un mode d'endommagement particulier : craze à fibrilles interconnectées de très grande dimension. On montre que la transition ductile-fragile est liée à l'apparition de cavités nuclées en tête de fissure. On démontre, par une analyse élastoplastique locale que l'apparition des cavités est gouvernée par l'émergence, en tête de fissure, d'un champ de contrainte hydrostatique. Deux approches différentes permettent de décrire avec précision la géométrie du fond de fissure, observée expérimentalement sous contrainte: approche locale et approche globale menée par l'intégrale de rice. On étudie également les effets de la géométrie sur la transition en analysant les effets de confinement en tête de fissure.

Les polyamides 11 et 12 sont des polymeres semi-cristallins presentant des liaisons hydrogenes intermoleculaires. La modelisation du fluage de ces deux polyamides entre 20#c et 80#c permet de preciser l'influence respective des cristallites et des liaisons hydrogene. La liaison hydrogene induit un mecanisme de saut hierarchise et correle caracterise par une energie d'activation apparente tres elevee et les cristallites limitent et controlent l'intensite et le degre de correlation de la relaxation. Un modele de deformation sous faible contrainte dans le domaine de comportement lineaire met en evidence trois etapes liees respectivement a la phase amorphe, a l'interphase entre amorphe et cristallites et a la phase cristalline. L'etude du fluage non lineaire sous des contraintes plus elevees permet de proposer des mecanismes de deformations specifiques de la contrainte et de la temperature en relation avec des mecanismes elementaires

La thèse porte sur l’étude des propriétés et de la durabilité de différents systèmes nanocomposites à base de polyamide-11 (PA11) et d’halloysite algérienne. La première partie est consacrée à l’évaluation du potentiel comme nanocharge de l’halloysite algérienne, en la comparant à une autre commerciale, et ce à travers l’étude de nanocomposites PA11/halloysite préparés par voie fondue. Au vu des différentes techniques utilisées, les résultats révèlent le plein potentiel de l’halloysite algérienne avec des améliorations à la fois des propriétés thermiques et mécaniques après incorporation de la nanocharge. La seconde s’intéresse à l’utilisation de l’halloysite, après fonctionnalisation, comme agent compatibilisant dans des mélanges de polymères à base de PA11. Deux fonctionnalisations ont été testées avec succès, via greffage en surface de chaînes de P(S-co-MAPC1(OH)2) et de SEBS. L’incorporation de ces deux halloysites modifiées dans des mélanges PS/PA11 et PA11/SEBS-g-MA, respectivement, a permis d’obtenir des systèmes ternaires ou l’halloysite modifiée joue le rôle de compatibilisant en se plaçant à l’interface. La troisième et dernière partie du travail se concentre sur la durabilité des nanocomposites PA11/halloysite. D’abord, l’impact de l’halloysite jusqu’à 6 semaines d’immersion, sur la cinétique du vieillissement hygrothermique a été étudié, ainsi que les effets de ce vieillissement sur la morphologie et les propriétés des échantillons. L’étude révèle que l’halloysite augmente la sorption en eau tout en retardant sa diffusion dans le PA11 du fait de la tortuosité induite par sa présence. Une évolution de l'aspect extérieur du matériau est observée avec une diminution des propriétés mécaniques du PA11. Enfin, l’étude de la réaction au feu de nanocomposites PA11/halloysite avec et sans présence de retardateurs de flamme phosphorés a mis en évidence l’effet inhibiteur de l’halloysite après sa fonctionnalisation avec de l’acide méthylphosphonique. Les résultats montrent qu’à taux d’incorporation comparable, l’halloysite modifiée possède un meilleur effet sur le comportement au feu que le polyphosphate d’ammonium ou l’halloysite brute<br>The thesis is on the study of the properties and the sustainability of different nanocomposites systems based on polyamide-11 (PA11) and Algerian halloysite. The first part is devoted to the assessment of the potential as nanofiller of the Algerian halloysite by comparing it to another commercial one, through the study of PA11/halloysite nanocomposites prepared by melt mixing. In view of the different techniques, the results show the full potential of the Algerian halloysite with improvements in both thermal and mechanical properties after incorporation of the nanocharge. The second focuses on the use of halloysite, after functionalization, as compatibilisant agent in PA11 based polymers blends. Two functionalizations have been tested successfully via grafting on the surface of P(S-co-MAPC1(OH)2) and SEBS chains. The incorporation of these two modified halloysites in PS/PA11 and PA11/SEBS-g-MA, blends, respectively, led to ternary systems where the modified halloysite plays the role of compatibilizing agent by its localization at the interface. The third and final part of the work focuses on the sustainability of the PA11/halloysite nanocomposites. First, the impact of halloysite up to 6 weeks of immersion on the kinetics of the hygrothermal aging has been studied, as well as the effects of aging on the morphology and properties of samples. The study reveals that halloysite increases water sorption while delaying its diffusion in the PA11 due to the tortuosity induced by its presence. An evolution of the outward appearance of the material is observed with a decrease of the mechanical properties of the PA11. Finally, the study of the fire reaction of the PA11/halloysite nanocomposites with and without presence of phosphorus flame retardants has highlighted the inhibitory effect of halloysite after its functionalization with methylphosphonic acid. The results show that at comparable incorporation rate, the modified halloysite has a better effect on the fire behavior than ammonium polyphosphate or raw halloysite

L'utilisation de canalisations en matière plastique pour la réalisation et la rénovation de réseaux de distribution constitue l'une des avancées importantes de l'industrie gazière de ces trente dernières années. La jonction des canalisations thermoplastiques se fait selon le principe d'adhésion par diffusion de chaînes macromoléculaires de part et d'autre de l'interface. Le polyéthylène est le polymère thermoplastique couramment employé par la plupart des compagnies car ses caractéristiques techniques ont permis la mise au point d'installations sûres et économiquement compétitives. Son inconvénient majeur est la difficulté de l'assembler sans fusion de la zone concernée (électro-soudage), technique qui nécessite des installations sur chantier assez lourdes. Aussi Gaz de France a jugé important d'évaluer précisément l'intérêt technique et économique d'une technologie concurrente, fondée sur des tubes en polyamide 11 assemblés par collage. Les réseaux enterrés doivent avoir une durée de vie minimale de 50 ans mais, sous l'influence de l'humidité et de la température, une dégradation des jonctions peut entraîner un problème de fiabilité des installations.<br />L'objectif de l'étude est d'évaluer la durée de vie à long terme d'assemblages en polyamide 11, collés par le biais d'une colle-solvant, sous l'effet de l'eau et la température. Une première partie expérimentale permet, par un essai de pelage, d'identifier les principaux paramètres qui agissent sur la formation de l'interphase collée et d'étudier leur influence sur les caractéristiques physiques et la résistance mécanique d'un joint collé. Elle met en évidence l'effet de la mise en solution du polymère PA11 par la colle et permet de caractériser la formation de la zone collée (progression du solvant de part et d'autre de l'interface initiale, évolution de la résistance mécanique, corrélation entre mécanismes et faciès de rupture) selon les paramètres d'élaboration (temps de pré-séchage, durée et température de séchage, quantité de colle). Le travail réalisé permet de proposer des recommandations pour le protocole d'élaboration du joint et d'analyser les différentes contributions énergétiques qui interviennent lors de la rupture ainsi que les phénomènes de fragilisation.<br />Une seconde partie étudie l'influence d'un vieillissement hygrothermique sur la dégradation de joints collés (températures de 20 à 90°C). Outre les éprouvettes en PA11, deux types d'assemblages sont utilisés, en particulier des éprouvettes "tube/manchon" qui modélisent la jonction d'une canalisation gazière réelle. Trois domaines de température ont été mis en évidence, aussi bien sur le matériau PA11 que pour les joints. Ils influent sur l'évolution des propriétés en termes de cinétique d'absorption d'eau, de diminution des caractéristiques mécaniques du PA11 et de résistance du joint collé. A long terme et à température d'exposition élevée, on observe la destruction totale des liaisons au niveau du joint. Il apparaît un rôle de protection joué par la partie massique en PA11 de part et d'autre de la zone interfaciale. Une modélisation a été développée afin d'extrapoler le comportement de ses assemblages collés tube/manchon à long terme et pour des températures d'exposition plus basses.

Gaz de france emploie le polyethylene pour ses reseaux de distribution gaziers. La jonction se fait selon un mecanisme de diffusion de chaines macromoleculaires de part et d'autre de l'interface, par fusion de la zone concernee. Gdf a juge important d'evaluer l'interet technique et economique d'une technologie concurrente, fondee sur des tubes en polyamide 11 (pa11). Les reseaux enterres doivent avoir une duree de vie minimale de 50 ans, aussi l'objectif de l'etude est d'evaluer la duree de vie a long terme d'assemblages en pa11, colles par le biais d'une colle-solvant, sous l'effet de l'eau et la temperature. Le travail realise met en evidence l'effet de la mise en solution du polymere pa11 par la colle. Par un essai de pelage, on identifie les principaux parametres qui agissent sur la formation de l'interphase collee et on etudie leur influence sur les caracteristiques physiques, la resistance mecanique, la nature des contributions energetiques et les mecanismes de rupture d'un joint. On propose des recommandations pour le protocole d'elaboration du joint industriel. Une seconde partie etudie l'influence d'un vieillissement hygrothermique sur le pa11 et sur la degradation de joints colles. Deux types d'assemblages sont testes, en particulier des eprouvettes tube/manchon qui modelisent la jonction d'une canalisation gaziere reelle. Trois domaines de temperature ont ete mis en evidence : ils influent sur l'evolution des proprietes en termes de cinetique de sorption, de diminution des caracteristiques mecaniques du pa11 et de resistance du joint colle. A long terme et/ou a temperature d'exposition elevee, on observe la destruction totale des liaisons au niveau du joint. Il apparait un role de protection joue par la partie massique en pa11 de part et d'autre de la zone interfaciale. Une modelisation est developpee afin d'extrapoler le comportement de ses assemblages colles tube/manchon a long terme et pour des temperatures d'exposition plus basses.

Les mécanismes de photooxydation et de thermooxydation du polyamide 11 (échantillons sous forme de films de 100 microm d'épaisseur) ont été étudiés. La caractérisation de l'évolution de la matrice polymère et des photoproduits est effectuée par spectrométries infrarouge, UV-visible, RMN (1H) et mécanique (rhéologie à l'état fondu), spectrométrie de masse et divers traitements chimiques et physiques. Les irradiations ont été éffectuées en enceinte SEPAP 12-24. Le mécanisme de photooxydation que nous proposons permet de dégager les points suivants : il n'y a pas homolyse de la liaison amide résultant de l'absorption directe du rayonnement lumineux de grandes longueurs d'onde (lamda>300 nm), la photooxydation est uniquement induite par des défauts de structures chromophores. Deux réactions d'oxydation peuvent être mises en évidence : l'une de ces réactions met en jeu le groupement méthylène en alpha de l'atome d'azote, l'autre le groupement méthylène en alpha du groupement carbonyle. Pour pouvoir proposer un mécanisme de thermooxydation et déterminer en particulier les thermoproduits absorbants dans le domaine du visible, nous avons mis en parallèle photolyse à courte longueur d'onde et thermooxydation. La photolyse à courte longueur d'onde entraîne la réticulation du polymère. Le mécanisme de la thermooxydation de la matrice polymère est identique à celui décrit pour la photooxydation à grandes longueurs d'onde. La formation des produits jaunissants peut être interprétée par une réaction d'aldolisation entre les aldéhydes formés au cours de la thermooxydation. Ces produits sont stables en conditions de thermooxydation mais instables en photooxydation. Des formulations ont été choisies pour étudier l'influence sur le mécanisme de photooxydation d'un antioxydant conventionnel, de deux antioxydants-redox de type HALS, d'un pigment minéral (TiO2), de deux types de charges minérales et de cinq pigments colorés

Le polyamide 11 (PA11) est soumis à des conditions particulières d’utilisation (contraintes mécaniques, température élevée en présence d’eau) au cours desquelles ses caractéristiques mécaniques et physico-chimiques peuvent être altérées. Notamment l’hydrolyse peut générer une fragilisation du matériau par coupure des chaines macromoléculaires. On peut trouver dans la littérature des rapprochements entre propriétés macroscopiques et propriétés microstructurales afin de caractériser la transition ductile-fragile du polyamide. Mais peu d’attention a été portée jusqu’à présent sur la modélisation du comportement mécanique évoluant avec le vieillissement en lien avec la diffusion d’eau dans le matériau.L’objectif de ce travail de thèse est donc de pouvoir prédire la transition ductile-fragile des polyamides, du PA11 en particulier, au cours d’un vieillissement en température et en milieu aqueux acide.La première partie du travail de thèse a porté sur la compréhension de la dégradation mécanique du PA11 en fonction d’un vieillissement hydrique et thermique (à pH4 et à 110°C) en s’appuyant sur une campagne expérimentale afin de relier l’évolution du comportement mécanique macroscopique à celle de descripteurs physico-chimiques. Tout d’abord, des essais de vieillissement en milieu acide et en température ont été effectués pour évaluer la dégradation aux temps longs du PA11. Puis, pour décorréler les effets de l’hydrolyse des effets de recuit, des essais de vieillissement thermique uniquement, en milieu neutre, ont été réalisés. Des essais de traction à la rupture, et des essais de fluage ont ensuite été menés dans le but de mesurer d’éventuelles modifications des propriétés mécaniques au cours du vieillissement. Différentes caractérisations physico-chimiques (DSC, GPC, FTIR, viscosimétrie) ont permis de relier des changements morphologiques à différentes échelles du matériau à l’évolution de ces grandeurs mécaniques macroscopiques. Dans un second temps, une modélisation de la transition ductile-fragile du PA11 au cours du vieillissement a été mise en place. L’évolution de descripteurs physico-chimiques a été intégrée dans le formalisme d’un modèle mécanique développé à IFPEN pour rendre compte du comportement biphasique des polymères semi-cristallins. Le modèle permet de décrire l’impact du vieillissement sur le comportement mécanique du PA11, en particulier l’initiation ainsi que la propagation d’une striction le cas échéant. Enfin, une modélisation de la rupture du PA11 par fragilisation est proposée<br>The prediction of the long-term behaviour of polyamides (PAs) is a major challenge for the structural design of various technological equipment in the field of energy and transport. PAs are very ductile when new, but they are sensitive to hydrolysis.Structure-properties relationships of PAs during ageing in water have been somewhat studied in literature. But little attention has been paid so far to the modeling of the mechanical behavior evolving with ageing in relation to the diffusion of water in the material.This work aims to be able to predict the ductile-brittle transition of polyamides, PA11 in particular, during ageing in temperature and acidic aqueous medium.The first part of the work focused on understanding the mechanical degradation of PA11 as a function of hydric and thermal ageing (at pH4 and at 110 ° C), based on an experimental campaign in order to link the evolution of the macroscopic mechanical behavior to that of physicochemical descriptors. First, acid and temperature ageing tests were performed to evaluate the long-term degradation of PA11. Then, in order to decorrelate the effects of the hydrolysis of the annealing effects, tests of thermal ageing only, in neutral environment, were carried out. Tensile tests at break and creep tests were then performed in order to measure possible changes in the mechanical properties during ageing. Different physicochemical characterizations (DSC, GPC, FTIR, viscosimetry) made it possible to link morphological changes at different scales of the material to the evolution of these macroscopic mechanical quantities.Secondly, a modeling of the ductile-brittle transition of PA11 during ageing was put in place. The evolution of physicochemical descriptors has been integrated into the formalism of a mechanical model developed at IFPEN to account for the biphasic behavior of semi-crystalline polymers. The model makes it possible to describe the impact of ageing on the mechanical behavior of PA11, in particular the initiation as well as the propagation of a neck if necessary. Finally, a model of the rupture of PA11 by embrittlement is proposed

Etat des connaissances sur le polyamide-11 et les RILSAN commerciaux; vieillissement modélisé du RILSAN; vieillissement accéléré du RILSAN; analyse de gaines internes vieillies sur site d'exploitation