Academic literature on the topic 'Polymères – Tribologie (technologie)'

Le travail accompli concerne la résistance à l'usure par frottements de différents revêtements antiadhérents ou antiadhésifs obtenus par simple pulvérisation. Ces structures superficielles sont constituées d'une matrice polymère en PTFE ou en élastomère silicone dans laquelle sont incorporés des renforts granulaires de carbure de silicium (SiC). Les résultats portent sur l'influence de la taille de ces renforts, celle de la nature de l'interface matrice / renforts et celle de la structure du composite sur l'usure et les frottements du revêtement. Les essais d'usure ont été effectués sur un tribomètre de type pion / plan équipé d'un capteur de force mesurant à tout instant le coefficient de frottement du couple pion acier / plan composite. Seule la force normale appliquée sur le levier du tribomètre a été modifiée. Le sillon laissé sur la surface du revêtement a été analysé au rugosimètre après différentes durées de frottement afin de déterminer le volume d'usure du revêtement. . .

Compte tenu des bons obtenus par l'utilisation d'un faisceau laser pour améliorer le comportement tribologique des métaux, le travail propose une extension de ce procédé aux polymères. Pour cela, un traitement surfacique de texturation (réseau de rainures parallèles) par usinage laser à CO2 a été réalisé. L'étude de l'influence de la texture sur le comportement du couple acier (cylindre) sur un polycarbonate (plan) a été mise en évidence par une approche fretting. L'obtention des cartes de sollicitation locale a été réalisée d'une façon rapide par une méthode statistique, en appliquant les plans factoriels complets pour la conception et la réalisation des essais de fretting
Taking into account the remarkable results obtained by using laser beam for improving the tribological behaviour of metals, the thesis propose an extension of this procedure to the plastic materials. In order to obtain this propose a surface treatment was carried out by means of a CO2 laser, consisting of parallel grooves. The study of the laser patterns influence on the tribological behaviour of the contact couple cylinder (steel) – plane (polycarbonate) was highlighted using a fretting approach. The running fretting maps plotting was rapidly achieved with an innovative statistical method, by designing and applying several complete factorial experiments for fretting tests

Cette étude se base sur l'analyse moléculaire du frottement entre deux matériaux polymères. Nous nous intéressons en particulier à l'énergie dissipée à l'interface d'un réseau polymère glissant sur une brosse polymère (macromolécules greffées par une seule extrémité). Dans cette étude, nous voulons préciser l'effet des macromolécules greffées pénétrant dans le réseau, en particulier à des hautes vitesses comparables au temps de relaxation des polymères. Nous comparons des surfaces sans chaîne connectrice (brosse monomodale) à des surfaces modèles, où nous pouvons ajouter graduellement un nombre défini de connecteurs (brosse bimodale). Nous étudions également le cas de substrats solides sur lesquels sont adsorbées des chaînes polymères (pseudobrosse). Les polymères sont identiques du part et d'autre du contact (polydimethylsiloxane). Nous pouvons ainsi nous focaliser uniquement sur les interactions physiques dues à l'interpénétration et à la déformation des chaînes. Les objectifs sont de déterminer expérimentalement les lois de friction en fonction de la vitesse, du nombre de connecteurs, de leur taille et de leur mobilité. L'influence de la vitesse de glissement se traduit par une transition entre un comportement visqueux (contact «liquide/solide») et un frottement sec (contact «solide/solide»). Cette transition est expliquée par la relaxation limitée des macromolécules. L'augmentation de la masse moléculaire des greffons déplace cette transition vers des vitesses plus élevées. Aux basses vitesses, la résistance au frottement augmente avec la densité de connecteurs. Ce comportement est justifié par une interpénétration partielle (sans enchevêtrement) de ces connecteurs dans le réseau. A l'inverse, aux vitesses plus élevées, le frottement diminue avec la densité. Ce résultat, nouveau et surprenant, est lié à la déformation des macromolécules.

Parmi les applications des colloïdes polymères aqueux, le domaine des revêtements est prédominant. Dans cette spécialité, la compréhension des propriétés mécaniques, en particulier tribologiques, est essentielle. La problématique générale de cette thèse s’inscrit dans l’amélioration de la compréhension du comportement tribologique de films issus de latex soumis au frottement d’une bille d’acier. Deux types de systèmes de latex acryliques bien distincts se dégagent de cette thèse. D’une part des systèmes modèles, où nous avons fait varier certaines grandeurs physico-chimiques pertinentes, susceptibles d’influencer la morpholgie particulière des films (composition, pH, quantité de tensioactif post-ajoutée) et d’autre part, des systèmes nanocomposites où une hétérogénéité de structure a été introduite (argile ou oxyde de cérium). Des essais ont été réalisés sur couches minces à l’aide d’un tribomètre équipé d’une caméra permettant de visualiser in-situ la géométrie du contact du frotteur sphérique sur les films de latex transparents. Il a été montré que la transition vitreuse est clairement visible par un pic de frottement après obtention de courbes maîtresses. La position de ce pic de dissipation a été comparée au pic de facteur de perte, obtenues via des essais volumiques, ce qui amène à de discuter de la pertinence de longueur caractéristique de vitesse de déformation en frottement. D’un point de vue physico-chimique, la formation et la structuration des films peuvent être directement corrélées aux propriétés tribologiques. Des effets de composition, pH, migration de tensioactifs et de microstructuration ont été mis en évidence
Among the applications of colloidal aqueous polymers, coatings are predominant. In this specialty, an understanding of mechanical properties, especially tribological, is essential. The general problematic of this thesis is to improve the understanding of the tribological behavior of films from latex subjected to the friction of a steel bead. Two types of distinct acrylic latex systems emerge from this thesis. Firstly, model systems, where we varied some relevant physical-chemical parameters that may influence particular latex film morphology (composition, pH, amount of surfactant post-added) and on the other hand, nanocomposites systems where a structure heterogeneity was introduced (clay or cerium oxide). Tests were performed on thin film using a tribometer equipped with a camera to visualize the in situ geometry of the contact area on the transparent latex films. It was shown that the glass transition is clearly visible by a friction peak after obtaining master curves. The position of this peak of dissipation was compared to the peak of loss factor, obtained through dynamic mechanical thermal analysis, which leads to discuss the relevance of the characteristic length of strain rate in friction. From a physico-chemical point of view, latex synthesis, post-synthesis parameter and structure of films can be directly correlated to tribological properties

L'amélioration en continu de l'emboutissabilité de ses aciers fait partie intégrante des axes de recherche d'USINOR. Pour ce faire, la diminution du frottement sous le serre-flan apportée par l'utilisation de films secs (dépôt organique à base de polymères ou de cires) à la surface des tôles d'acier est une des voies possibles de progrès. Ce travail de recherche a pour objectif de mieux comprendre les mécanismes d'action tribologique des films secs. Notre substrat d'étude est une tôle électrozinguée. Notre démarche a été de choisir des systèmes modèles (un polyéthylène, un polyéthylène greffé, une résine acrylique et une cire végétale) avec l'objectif d'évaluer dans un premier temps leurs performances tribologiques (essais de frottement sur un tribomètre plan/plan et essais de cup-test). Différents mécanismes de frottement ont été mis en évidence : cisaillement à l'interface zinc/polymère (arasement des rugosités du substrat et transfert important de zinc et de polymère sur les outils), cisaillement dans le volume du polymère avec ou non formation de rouleaux et glissement à l'interface indenteur/polymère. Ces deux derniers mécanismes offrent plusieurs avantages en emboutissage tels que la protection des surfaces et une faible pollution des outils. Des essais complémentaires en température sur un tribomètre pion/plan ont permis de préciser ces mécanismes. Les paramètres - température de transition vitreuse, température de fusion et polarité (c'est-à-dire l'aptitude du polymère à former un film de transfert adhérent sur l'antagoniste) et température de transition ductile- fragile - ont été considérés pour expliquer les comportements observés
Continuous improving of the drawability of its steels is part of the USINOR research. The reduction of friction coefficient under the blank holder by the use of organic coatings (polymer films or wax) on steel sheet is one possible way of progress. This study aims to have a better understanding of the mechanisms of the tribological action of organic coatings in deep drawing. The substrate used for the study is a zinc-coated sheet. First, we have chosen model systems (a polyethylene, a grafted polyethylene, an acrylic resin and a vegetal wax) in order to evaluate their tribological properties (friction tests on a flat on flat tribometer and cup tests). Different friction mechanisms have been underlined : shearing at the interface zinc/polymer (flattening of substrate asperities and important amount of zinc and polymer transfer on the tools), shearing in the polymer with or without formation of rolls and sliding at the interface indenter/polymer. These two last mechanisms provide many advantages in deep drawing : protection of the surfaces and reduced pollution of the tools. Temperature tests on a pin on flat tribometer have been carried out to explain these mechanisms. The parameters - glass transition temperature, melting temperature, polarity (that is to say the capabilty of the polymer to form a transfer film with a good adhesion on the counterface) and ductile-brittle transition temperature - have been considered to explain the observed behaviours

La réduction de la consommation en carburant des voitures est une préoccupation importante. L'objectif est de réduire les frottements entre pièces mobiles du moteur à travers la formulation du lubrifiant.Un lubrifiant est composé d'une huile de base et d'additifs afin d'ajuster les propriétés de l'huile moteur. En particulier, des polymères sont utilisés pour limiter la perte de viscosité avec la température afin de protéger au mieux les pièces du moteur. Le fonctionnement de ce type d'additifs, appelés améliorants de viscosité (AVI), est basé sur le gonflement avec la température des chaines polymères. Le paramètre le plus important à prendre en compte dans la formulation d'un lubrifiant est sa viscosité ainsi que sa dépendance en température. Le but de ce travail a été d'étudier l'influence de polymères AVI récemment commercialisés afin de sélectionner le plus efficace dans le cadre d'une application moteur, tout en éclaircissant les mécanismes d'action en jeu à l'échelle moléculaire dans ce type de systèmes. Les propriétés rhéologiques de poly(alkyle méthacrylates) en solution ont été étudiées à l'aide de tests standards dans le but de comprendre l'influence des lubrifiants sous pression et dans des conditions confinées. La dégradation de ce type de polymère a également été considérée à travers un test standard afin de vérifier si les performances du polymère sont conservées dans le temps. Les comportements en dégradation et en tribologie ont pu être rationalisés par des considérations de volume occupé par le polymère
The reduction of car fuel consumption is one of the biggest concerns for oil companies. It involves the reduction of friction between moving parts through the formulation of lubricants.A lubricant is composed of base oil and several additives used to improve the properties of engine oils. Polymeric compounds are used to limit the decrease of viscosity with temperatures to efficiently protect the motor. This type of additives, called Viscosity Index Improver (VII), is based on the swelling of polymer chains with temperature. The most important parameter in the lubricant formulation is the viscosity and its dependance on temperature. The aim of the work was to study the influence of recently developed families of VII additives in different base oils in ordrer to select the most efficient type of polymer for engine lubricant uses, by understanding the molecular mechanisms responsible of the VII behavior. Various polyalkylmethacrylates were investigated to establishing the rheological properties of the solutions, namely as a function of temperature (dependence of intrinsic viscosity). For a given base oil, the efficiency of a VII varies with its chemical structure, its molecular weight and its concentration. Then, tribological properties were investigated using standard tests with the aim to obtain an overview of the lubricant's behavior under pressure. We also considered the degradation of this kind of polymers in a representative test in order to check the performance's durability. Degradation and tribological behaviors were rationalized in terms of volume occupied by polymer chains

Nous nous sommes intéressés à deux matériaux composites à matrice organique, à renfort fibreux de verre, se différenciant uniquement par la nature de l'interface fibre/matrice (ensimage). Notre approche est basée sur le fait que toute contrainte, quelle que soit sa nature (électrique, mécanique, radiative, thermique. . . ), appliquée sur un diélectrique conduit à une injection de charges électriques. Ces charges peuvent diffuser ou bien être piégées. Pour simuler ces phénomènes, nous avons utilisé la méthode "miroir" (Scanning Electron Microscopy Mirror Effect SEMME). Nous montrons que les interfaces fibre/matrice imposent une plus grande instabilité des charges, avec un double rôle d'écoulement mais aussi de piégeage des charges le long de l'interface. Un composite qui a un ensimage permettant la diffusion, donc limitant la localisation de l'énergie de polarisation, est par suite préférable du point de vue mécanique ou tribologique
Two unidirectional glass fiber reinforced polymers composite materials, being different only by the nature of the fiber/matrix interface (sizing), were studied. The approach is based on the fact that any stress, whatever its nature (electric, mechanical, radiative, thermal. . . ), applied to a dielectric material led to an injection of electric charges. These charges can diffuse or be trapped. To simulate these phenomena, the "mirror method" (Scanning Electron Microscopy Mirror Effect SEMME) were used. It is shown that the fiber/matrix interfaces impose a greater instability of the charges, with a double role of motion but also of trapping of the charges along the interface. A composite which has a sizing allowing the diffusion, therefore limiting the localization of the polarization energy, is consequently preferable from the mechanical or tribological point of view

Ce travail porte sur le développement d’une nouvelle technique expérimentale dédiée à l’étude de la rhéologie mise en jeux lors du glissement d’une pointe rigide sur une surface de polymère. Ce travail s'est déroulé progressivement de l'échelle mésoscopique vers l'échelle nanométrique. Pour cette dernière, la zone ciblée est la zone interfaciale confinée et cisaillée.Pour mettre en évidence les comportements de la zone cohésive, nous avons étudié un système de réseaux interpénétrés de polymères (RIPs) CR39-PMMA. Grâce à leurs propriétés ajustables, nous pourrons utiliser les RIPs sont utilisés comme substrat pour étudier la zone interfaciale en variant facilement les paramètres rhéologiques.Pour étudier les propriétés de la zone interfaciale, des couches phospholipidiques de DSPC ont été choisies comme matériau modèle. Leurs structures ont été étudiées par la réflectivité spéculaire de neutron. Nous montrons que la structure des couches supportées de DSPC est robuste, et le taux d’humidité́ relative joue un rôle important sur la structure. Les essais de glissement sur des couches de DSPC ont permis de relever les influences des paramètres mécaniques et environnementaux sur la contrainte de cisaillement Le développement du NanoTribo-FRAPP permet de caractériser le cisaillement des couches de DSPC sur une lame de verre, tout en mesurant la vitesse d’écoulement locale des couches moléculaires nanométriques. Nous pouvons ainsi estimer les plans de glissement en fonction de la vitesse
This work deals with the development of a new experimental technique and its application to study the rheology of a highly confined and sheared interfacial zone involved in the sliding of a rigid tip on a polymer suface. This tribological work has been conducted gradually from the mesoscopic scale to the nanoscale.To highlight the behavior of the cohesive zone, we studied an interpenetrating polymer network system (INPs) CR39-PMMA. Thanks to their adjustable properties, we may use the INPs as a substrate to study the interfacial zone by easily varying the rheological parameters.To study the rheological properties in the interfacial zone, the phospholipid layers of DSPC have been chosen as model material. The structures have been studied by the neutron reflectivity experiments. We show that the structure of supported layers of DSPC is robust, and the relative humidity plays a key role on it. Sliding tests on the DSPC layers reveals the influences of mechanical and environmental parameters on the shear stress. The development of NanoTribo-FRAPP allows to characterize the shear conditions of DSPC layers, with the measurements of local velocity of these of nanoscale molecular layers. This gives us access to estimate the slip planes as a function of imposed velocity

Cette thèse traite de l’étude du comportement du contact disque-garniture sous sollicitations sévères de freinage rencontrées lors de freinages d’arrêt d’urgence ou de successions de freinages rapprochés avec cumul de chaleur. L’approche adoptée est multiphysique par la prise en compte des interactions entre tribologie, thermique et physicochimie, et l’étude est présentée en 4 parties. La première présente la caractérisation des matériaux étudiés (un matériau composite à matrice organique et une fonte GL) et les moyens expérimentaux utilisés. La seconde concerne la dégradation du matériau composite avec la température et l’influence de cette dégradation sur le comportement tribologique du couple de matériaux et les mécanismes physiques de frottement activés au contact. La troisième présente l’étude du comportement en freinage du contact disque-garniture sous les deux types de sollicitations sévères. Les évolutions du coefficient de frottement sont corrélées aux phénomènes de localisation thermique de surface observés par thermographie infrarouge et aux mécanismes physiques identifiés à partir d'observations et d'analyses des surfaces après freinage. La quatrième est dédiée à l’étude de l'évolution des mécanismes physiques de frottement activés pendant un freinage d’arrêt isolé à haute énergie et de leur interaction avec les phénomènes thermiques locaux et transitoires observés en surface. Des observations et des analyses de surfaces sont menées après des freinages interrompus avant l'arrêt à des instants typiques du freinage. Des observations in-situ de la piste de frottement du disque en vidéo rapide permettent d'appuyer les résultats déduits des observations post-mortem
This study deals with the behaviour of a pad on disc rubbing contact under severe braking loadings. Those conditions are observed in railway application during an emergency stop braking or a succession of stop brakings with heat accumulation. The chosen multiphysical approach takes account of the interactions between tribology, heat science and physical chemistry. The work is presented in 4 parts. The first presents the characterization of the studied materials (an organic matrix composite and a grey cast iron) and the experimental devices used. The second deals with the degradation of the organic matrix composite with temperature and its influence on the tribological behaviour of the studied materials as well as on the physical mechanisms activated in the contact. The third concerns the behaviour of the pad on disc rubbing contact under the two types of severe braking loadings. The evolutions of the friction coefficient are correlated with the thermal localisation observed with an infrared camera and with the physical mechanisms identified by friction surfaces observations and analysis performed after the braking. The fourth sets out the study of the evolution of the friction physical mechanisms activated during the high-energy stop braking and their interactions with the local and transient thermal phenomena observed at the surface. Friction surfaces are observed and analysed after interrupted stop brakings performed before stop at typical steps of the braking. In-situ observations of the friction disc track are also performed using a video camera to corroborate the results obtained by post-mortem observations