Characterization of volume strain during plastic deformation under uniaxial tension and creep in polyethylene
Caractérisation de la variation volumique du polyéthylène
au cours de la déformation plastique en traction et en fluage
Résumé
The mechanical behavior of polyethylene is determined by means of VidéoTraction system under tension and creep. The most unexpected result is the volume variation: one notes a competition between a compaction phenomenon and a dilation effect after the elastic expansion. Other techniques and an evaluation of errors arising from the extensometer device have shown that dilatation is the leading process and compaction is of second order. The evolution of solid matrix and the development of cavities have been separated. The polymer matrix is affected by two opposite processes that compensate nearly exactly one another: crystalline order destruction and orientation of amorphous chains. As such, cavitation is the most active mechanism. A model predicting the dilatation amplitude has been developed from the microstructural data. Finally, the overall mechanical equations have been decomposed into an intrinsic component (polymer matrix) and a volume component (cavitation)
Le comportement mécanique du polyéthylène est déterminé en traction et en fluage à l'aide du dispositif VidéoTraction. Les résultats les plus inattendus concernent la variation de volume : après une expansion élastique, on constate une compétition entre un phénomène de compaction et un effet de dilatation. D'autres techniques et une recherche des erreurs du dispositif d'extensométrie ont confirmé la tendance à la dilatation et la faible contribution de la compaction. Les propriétés de la matrice polymère et celles des microcavités ont été distinguées. La matière est le siège de deux processus volumiques opposés se compensant presque exactement : la perte de cristallinité et l'orientation des chaînes amorphes. Dès lors, la cavitation est prédominante. Un modèle prédisant l'intensité de la cavitation est développé à partir des données microstructurales. Enfin, le comportement mécanique global est décomposé en une partie intrinsèque (matrice polymère) et une partie volumique (cavitation).