Mesure du coefficient de Poisson et de l'allongement du chlorure de polyvinyle (PVC)
●Introduction
Les résines PVC sont une résine synthétique typique de chloroéthène polymérisé.
En termes de propriétés autonomes, il présente l’inconvénient d’être dur, cassant et de lessiver les atomes de chlore lorsqu’il est exposé aux rayons ultraviolets, entraînant une détérioration par le jaunissement. Pour cette raison, dans la pratique, il est combiné avec des plastifiants pour augmenter la flexibilité et des stabilisants pour éviter la détérioration, puis il est traité thermiquement.
Une variété de qualités allant de dur à flexible peut être obtenue en faisant varier le type et la quantité de ces additifs. En conséquence, le matériau est devenu courant dans un large éventail de domaines.
Les applications incluent les vêtements, les intérieurs (matériaux de coussin et matériaux d'isolation thermique), les cordes, les gaines métalliques, les matériaux d'emballage, les disques vinyles et les conduites d'eau et d'égout.
Dans ce rapport, la déformation est choisie comme exemple de valeur physique montrant les propriétés d'une résine PVC typique.
La déformation est mesurée à la fois dans le sens de traction (vertical) et perpendiculairement au sens de traction (largeur = direction horizontale) à l'aide d'une jauge de déplacement sans contact et du testeur universel de précision Shimadzu Autograph AG-X.
Le coefficient de Poisson est ensuite obtenu à partir de ces résultats.
●Testeur et conditions de test
Une résine PVC typique est utilisée comme échantillon et est façonnée selon les spécifications JIS-1A
(longueur totale 150 mm, largeur de la région plate 10 mm, profondeur 4 mm).
Comme le montre la figure 1, celui-ci a été monté dans l'appareil d'essai de traction (Simadzu Autograph AG-X, capacité de 1 kN).
L'allongement dans le sens de traction (vertical) a été mesuré à l'aide d'un extensomètre vidéo sans contact,
modèle DVE-201 (longueur entre les points de référence 50 mm, la ligne de référence a été automatiquement suivie par l'image de la caméra CCD pour mesurer l'allongement).
De plus, la déformation perpendiculairement (dans la direction largeur = horizontale) par rapport à la tension a été mesurée à l'aide d'une jauge de déplacement sans contact (laser numérique).
En termes de conditions d'essai, la force d'essai de traction a été appliquée à une vitesse de chargement uniforme de 1 mm/min jusqu'à 500 N. La contrainte et l'allongement (verticaux et horizontaux) ont ensuite été obtenus. Au total, cinq échantillons ont été utilisés.
●Résultats des tests
La figure 2 est un diagramme « Contrainte par rapport à la déformation verticale » pour les cinq échantillons.
Le tableau 1 montre le module élastique obtenu à partir de ces résultats (le module élastique est calculé à partir de la pente entre les valeurs de déformation de 0,05 % et 0,25 %).
Il ressort clairement des résultats des cinq échantillons que les données sont stables et présentent peu de variations.
La figure 3 est un diagramme de « contrainte par rapport au déplacement horizontal » pour les cinq échantillons.
Le tableau 2 montre le coefficient de Poisson, calculé à partir des déformations verticales et horizontales mentionnées ci-dessus (comme pour le module d'élasticité, calculé à partir des données entre des valeurs de déformation de 0,05 % et 0,25 %).
Les données obtenues à partir de ces résultats sont également aussi stables que pour le module élastique.
Comme le montrent ces résultats, des caractéristiques de matériau précises et stables peuvent être obtenues même lorsqu'une technique de mesure de déplacement sans contact est utilisée sans qu'aucune force externe ne soit appliquée aux échantillons. Cela sera donc extrêmement utile pour le développement et le contrôle qualité d’une variété de produits en résine.