Shape memory polymers

L’effet mémoire de forme (EMF) est la possibilité pour un matériau d’être déformé de manière stable dans un certain domaine de température et de retrouver sa forme initiale par chauffage. Un polymère à mémoire de forme (PMF) présente un domaine caoutchoutique dont le module élastique est gouverné par un phénomène de réticulation physique ou chimique. Le module vitreux étant entre 100 et 1 000 fois supérieur au module caoutchoutique, lorsqu’une déformation est « gelée » dans l’état vitreux, la contrainte élastique emmagasinée est insuffisante pour revenir à la forme initiale. Une des caractéristiques des PMF est qu’ils peuvent retrouver la forme initiale pratiquement sans déformation résiduelle. Différentes approches ont été examinées pour gérer l’intervalle de température entre les domaines vitreux et caoutchoutiques et la valeur du module caoutchoutique. L’enchevêtrement des chaînes, lorsque la masse molaire est très élevée, peut être utilisé. Les réticulations physiques ou chimiques permettent d’adapter la température de transition et la valeur du module au plateau.
Si l’on compare en termes de propriétés les alliages à mémoire de forme (AMF) et les polymères à mémoire de forme (PMF), on constate que les AMF emmagasinent une contrainte élevée (700 Mpa), mais ne subissent que de faibles déformations (2-5 %). A l’inverse, les PMF ne mettent en jeu que de faibles contraintes (1-4 Mpa), mais admettent de grandes déformations (600 %).
Les polymères à mémoire de forme doivent trouver des applications dans l’emballage, le biomédical et dans divers domaines technologiques (joints, capteurs, vêtements…).