80 ans plus tard, la rupture du nylon enfin observée
Malgré sa forte présence dans notre quotidien, le nylon n’avait jamais fait l’objet de tests de résistance sur une fibre isolée. Des chercheurs du laboratoire Sciences et ingénierie de la matière molle (SIMM, CNRS/ESPCI Paris/Sorbonne Université) et du Centre des matériaux (CDM, CNRS/Mines ParisTech) ont donc mis au point une méthodologie pour l’étudier, basée sur un microscope électronique à balayage. Ces travaux, publiés dans la revue Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics, pourront également servir à examiner toutes autres fibres.
Avec ses trente microns d’épaisseur, la fibre de nylon est quatre fois moins épaisse qu’un cheveu. La scruter demande un zoom si important qu’il complique le suivi de l’amorçage et de la propagation de fissure, même sur une fibre de seulement une dizaine de millimètres de long. Alors que ce matériau a été inventé en 1938, la rupture du polyamide 6,6, nom scientifique du nylon, n’avait jamais été étudiée à l’échelle d’une fibre isolée. Des chercheurs du laboratoire Sciences et ingénierie de la matière molle (SIMM, CNRS/ESPCI Paris/Sorbonne Université) et du Centre des matériaux (CDM, CNRS/Mines ParisTech) ont pallié ce manque en combinant observations au microscope électronique à balayage et modèles mathématiques.
Cette toute première observation en direct de la rupture de ces fibres a été permise par la relative lenteur de leur fissuration, alors que l’on pensait le phénomène trop rapide pour tenter de l’examiner. L’équipe a dans un deuxième temps entaillé les fibres de plus gros diamètre (200 µm) afin d’effectuer la première mesure quantitative de l’énergie de rupture du nylon, environ 47 kJ m−2, c’est-à-dire l’énergie mécanique à appliquer pour propager une fissure. Ces travaux apportent une méthodologie extrêmement utile à l’étude des fibres, quelles que soient leurs matières, afin de les rendre plus résistantes.
Référence
Marcellan A., Bunsell A., Piques R. et Laiarinandrasana L.
In Situ tensile tests to analyze the mechanical response, crack initiation, and crack propagation in single polyamide 66 fibers
J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. - Avril 2019