Dans des conditions particulières de température, vitesse de déformation, finesse de cristallisation, certains alliages présentent le phénomène de superplasticité, c’est-à-dire que les déformations peuvent atteindre de 200 à 2 000 p. 100. Ce phénomène, d’abord étudié pour des alliages à base de plomb, d’étain, de cadmium, de bismuth, est exploité pour le formage d’alliages de cuivre, d’aluminium, de titane et d’alliages réfractaires nickel-chrome-fer, en simplifiant la technique et en diminuant la puissance des machines.
E. Schmid et W. Boas, Kristallplastizität (Berlin, 1935). / A. H. Cottrell, Dislocations and Plastic Flow in Crystals (Oxford, 1953). / W. Prager, Problème der Plastizitätstheorie (Bâle et Stuttgart, 1955 ; trad. fr. Problèmes de plasticité théorique, Dunod, 1957). / J. D. Lubahn et R. P. Felgar, Plasticity and Creep of Metals (New York, 1961). / D. McLean, Mechanical Properties of Metals (New York, 1962), / B. Jaoul, Étude de la plasticité et application aux métaux (Dunod, 1964). / J. G. Tweeddale, The Mechanical Properties of Metals (Londres, 1964). / G. Champier et G. Saada, Déformation plastique des métaux et alliages (Masson, 1968). / B. Persoz, la Rhéologie (Masson, 1969). / P. Baque, E. Felder, J. Hyaphit et Y. d’Escatha, Mise en forme des métaux, calculs par la plasticité (Dunod, 1973).
plastique (matière)
Matière à structure organique macromoléculaire qui peut être mise en forme par chauffage, avec intervention éventuelle d’un moyen mécanique (presse).
Caractéristiques
Sous l’influence d’un effort mécanique, une substance solide peut subir une déformation. Si cette déformation disparaît lorsque cesse la sollicitation, elle est dite élastique. Une déformation devient plastique quand la tension imposée à la substance dépasse une certaine valeur et qu’il n’est pas observé de retour complet à l’aspect initial après relâchement de la tension. Une matière plastique doit conserver fidèlement la déformation qu’on lui fait subir, tandis qu’une matière élastique doit la perdre le plus vite possible. Une déformation élastique est provisoire, alors qu’une déformation plastique est permanente.
Si un échantillon cylindrique d’une matière de hauteur OA est soumis à une compression entre deux plateaux parallèles, il se produit d’abord une compression élastique spontanée AB, puis une lente compression partiellement élastique BC. Si on relâche l’effort de compression au temps t1 la matière récupère une partie de sa dimension initiale CD en deux étapes : d’abord une récupération élastique spontanée suivie d’un effet postélastique plus lent, puis une nouvelle récupération due à une élévation de la température appliquée au temps t2. Mais il reste une déformation plastique permanente que la matière est incapable de récupérer.
Bien entendu, la durée d’application de l’effort et la température influent sur la plasticité d’une matière, plasticité que l’on mesure à l’aide d’un plastomètre.
Au-delà d’une certaine température, une matière plastique atteint un stade de ramollissement progressif grâce auquel elle peut être moulée. Quelques rares matières plastiques (polyamides, polychlorure de vinylidène, polyoléfines) ont un point de fusion franche. Une catégorie de matières a la particularité de fondre sous l’influence de la chaleur et d’une pression, mais subit simultanément une transformation moléculaire conduisant à une solidification irréversible. Ces produits sont thermodurcissables. Par opposition, les matières qui conservent en permanence l’aptitude à être remise en forme par application de la chaleur sont dites thermoplastiques.
Le point commun de toutes les matières plastiques est qu’elles sont constituées de macromolécules, ou molécules géantes, comportant dans leur structure la répétition d’un même groupement, qui est le radical du monomère de base. De nombreuses substances peuvent répondre aux conditions définissant les matières plastiques : macromolécules et plasticité. Certaines ne sont plastiques que pendant une phase de leur mise en œuvre, mais cela suffit pour leur exploitation.
Classification
Les matières plastiques peuvent être classées soit suivant leur origine ou leur constitution, soit suivant leurs caractéristiques d’emploi.
Classification suivant l’origine ou la constitution
• Matières plastiques naturelles. Le bois, le corail, la noix de corozo, l’os, l’ivoire, la nacre sont très peu ou pas plastiques. En revanche, la corne, l’écaillé, l’ambre, l’asphalte, la gomme-laque, les cires et les résines naturelles (colophane, mastic) sont de véritables matières plastiques et sont tous des thermoplastiques. Les résines thermodurcissables n’existent pas dans la nature. Le travail de la corne, de l’écaillé, de l’ambre a été en faveur durant des millénaires jusqu’à la découverte des matières plastiques artificielles et des résines synthétiques.
• Matières plastiques artificielles. À part le verre, ce furent les premiers matériaux créés par l’homme à partir de substances naturelles. Les principaux matériaux sont d’une part les dérivés de la cellulose du bois ou du coton, tels que le Celluloïd, l’acétate de cellulose, l’acétobutyrate et l’acétopropionate de cellulose, la cellulose régénérée, etc., et d’autre part la caséine durcie, inventée en 1899 par les Autrichiens Kritsche et Spitteler. Celle-ci est retirée du lait écrémé par coagulation à l’aide de présure ou d’acide, additionnée de 22 à 28 p. 100 d’eau, travaillée dans une extrudeuse ou une presse pour produire des joncs ou des plaques qui sont durcis et rendus imputrescibles par traitement dans des bains à 6 p. 100 de formol.
