Essai thermomécanique sur polymères en laboratoire
Vous souhaitez réaliser des essais thermomécaniques sur vos polymères
L’analyse thermomécanique ou ATM, ou dilatométrie, et thermomechanical analysis en anglais est une technique d’analyse thermique visant à mesurer les propriétés physiques ou chimiques d’un matériau en fonction de la température, du temps et de l’atmosphère.
Cette méthode mesure les variations de dimensions de matériaux selon la température. Elle permet également de définir le coefficient de dilatation thermique, la transition vitreuse, ou encore le fluage.
Sur quels matériaux réaliser des essais thermomécaniques ?
L’analyse thermomécanique (TMA) est réalisée sur divers matériaux, notamment les polymères, composites, métaux, alliages, céramiques, ou encore les verres…
Ces essais permettent de mesurer des propriétés dans des applications variées comme l’automobile, l’aérospatiale, l’électronique, les dispositifs médicaux et les matériaux de construction. En fournissant des données de caractérisation de matériaux, la TMA aide à optimiser la sélection et l’utilisation des matériaux dans des conditions spécifiques.
Pourquoi faire une analyse thermomécanique sur polymères ?
L’analyse thermomécanique (TMA) sur les polymères permet de comprendre leurs comportements sous diverses conditions thermiques et mécaniques.
Dilatation thermique et stabilité dimensionnelle
Dans des industries comme l’automobile et l’électronique, les polymères sont souvent exposés à des variations de température qui peuvent entraîner des changements dimensionnels, causant des dysfonctionnements ou des défaillances. L’analyse thermomécanique permet de mesurer le coefficient de dilatation thermique des polymères.
Transitions de phase et température de transition vitreuse (Tg)
La température de transition vitreuse (Tg) permet de déterminer les propriétés mécaniques des polymères sous diverses températures, par exemple, dans l’industrie des emballages alimentaires. La TMA permet de déterminer la Tg des polymères, garantissant que les matériaux choisis ne se ramollissent pas ou ne deviennent pas cassants.
Comportement au fluage
Le fluage, ou la déformation lente sous charge constante, est une problématique importante dans des applications comme les tuyaux en PVC pour la plomberie ou les implants médicaux.L’analyse thermomécanique permet de tester le comportement au fluage des polymères, assurant leur fiabilité et durabilité dans des conditions d’utilisation prolongées.
Optimisation des procédés de fabrication
Les procédés de fabrication des polymères, comme le moulage par injection, impliquent des variations de température pouvant induire des contraintes résiduelles et affecter les propriétés des produits finis. Par exemple, dans le moulage par injection de pièces automobiles, la TMA est utilisée pour analyser les effets des cycles thermiques sur les propriétés des pièces, permettant d’optimiser les conditions de moulage pour minimiser les déformations et améliorer la qualité des produits.
Le laboratoire FILAB vous accompagne dans la réalisation de vos essais thermomécaniques sur vos polymères
Avec le support d’un laboratoire partenaire, le laboratoire FILAB vous accompagne dans la réalisation de vos essais thermomécaniques sur vos polymères selon la Norme ISO 75.
Nos moyens techniques pour la dilatométrie
Un analyseur thermomécanique est l’équipement principal utilisé pour les essais TMA. Il est conçu pour mesurer les changements dimensionnels d’un échantillon en fonction de la température sous une charge constante.
La norme iso 75 pour les plastiques
La norme ISO 75 décrit une méthode d’essai générale permettant de déterminer la température de fléchissement sous charge des plastiques.
Notre FAQ
Qu’est-ce que la fatigue thermomécanique d’un matériau ?
La fatigue thermomécanique désigne la dégradation progressive des propriétés mécaniques d'un matériau sous l'effet combiné de contraintes mécaniques et de cycles thermiques.Les cycles de chauffage et de refroidissement provoquent des expansions et contractions successives, induisant des contraintes thermiques internes. Simultanément, des charges mécaniques répétées, comme la traction ou la flexion, génèrent des microfissures et des déformations plastiques locales.
L'interaction entre ces contraintes thermiques et mécaniques accélère l'apparition et la propagation des fissures, réduisant progressivement la résistance du matériau. Finalement, après de nombreux cycles, le matériau peut atteindre un point de défaillance.
Qu’est ce qu’une analyse thermomécanique dynamique ?
L'analyse thermomécanique dynamique (DMA) est une technique de caractérisation des matériaux qui mesure leurs propriétés mécaniques en réponse à des déformations oscillantes, tout en contrôlant la température. Elle permet d'évaluer le comportement viscoélastique des matériaux, c'est-à-dire leur capacité à se comporter à la fois comme des solides élastiques et des fluides visqueux, sous différentes conditions.
Comment choisir entre dilatométrie et DMA ?
L'analyse DMA mesure les propriétés viscoélastiques des matériaux sous des déformations oscillantes et des variations de température, évaluant le comportement élastique et visqueux. Elle est utilisée pour étudier les transitions de phase et les propriétés mécaniques dynamiques.
En revanche, la dilatométrie mesure les changements dimensionnels d'un matériau en fonction de la température, fournissant des informations sur le coefficient de dilatation thermique et la stabilité dimensionnelle.
Ainsi, la DMA se concentre sur les propriétés mécaniques dynamiques, tandis que la dilatométrie se focalise sur les changements dimensionnels liés à la température.
