Optimization of long term properties of polyethylene

Optimisation des propriétés à long terme du polyéthylène

¹ Groupe d’Etudes de Métallurgie Physique et de Physique des Matériaux, ( G EMPPM - UMR CNRS 5510), INSA, 69621 Villeurbanne
² Elf-Atochem Cerdato-LEM, 27470 Serquigny

Abstract

This work is a contribution to the improvement of long term properties of polyethylene (PE) for gas pipe applications. A study of the thermal, structural and mechanical behavior of three PE having different molecular architectures and different long term properties has been carried out in the aim of gaining information on the structure-property relationships, and devising a short term test allowing us to predict the long term mechanical behavior. The fibrillar transformation that is involved in the mechanisms of stress-cracking is a major feature of this study. Creep experiments on samples drawn up to a high strain level in the strain-hardening domain proved to be appropriate for a comparative prediction of long term behavior.

Résumé

Ce travail s’inscrit dans la recherche de l’amélioration des propriétés à long terme du polyéthylène (PE) pour applications aux tubes de distribution de gaz. Une étude du comportement thermique, microstructural et mécanique de trois PE de différentes architectures moléculaires et de différentes propriétés à long terme a été réalisée dans le but de progresser dans la connaissance des relations structure-propriétés, et de mettre au point un test à court terme permettant d’évaluer le comportement mécanique à long terme. La transformation fibrillaire qui intervient dans les mécanismes de fissuration constitue un élément clé de cette étude. Le fluage d’échantillons étirés jusqu’au stade de durcissement structural s’est avéré être un test approprié pour la prédiction comparative du comportement à long terme.