HIGH MODULUS POLYMERS : THE PREPARATION AND PROPERTIES OF ULTRA-HIGH MODULUS POLYETHYLENE

Résumé
Des polyéthylènes ultra-orientés, dont le module d'Young est comparable à celui du verre ou de l'aluminium, ont été produits par ultra-étirement et extrusion hydrostatique. Des règles générales ont été établies à présent pour produire ces matériaux ultra-orientés à partir de diverses structures initiales. Les polymères étirés se rapprochent le plus des matériaux composites. Des ponts intercristallins fournissent le renforcement et le haut module du matériau, tandis que la matrice orientée mais non cristalline donne naissance aux phénomènes de force de rétrécissement élevée, de point de fusion élevé et d'effets thermiques considérables.

Abstract
Ultra-highly oriented polyethylenes with Young's moduli comparable to glass and aluminium have been produced by superdrawing and hydrostatic extrusion processes in which the initial isotropic polymer is stretched thirty times or more. The plastic deformation process is sensitive to the molecular weight and molecular distribution of the polymer, the initial morphology and the drawing or extrusion conditions. Guidelines have now been established for the production of these ultra-highly oriented materials from a range of initial structures. Although the final drawn polymers all possess comparable high Young's modulus, other properties such as their viscoelastic and thermal behaviour may differ markedly. The drawn polymers are best regarded as elaborate composite materials. Intercrystalline bridges provide reinforcement and hence high modulus, whereas oriented non-crystalline material gives rise to high shrinkage force and high melting temperatures with major superheating effects.