La morphologie de cristallisation des polymères est un pont important reliant la structure microscopique aux performances macroscopiques, déterminant les propriétés mécaniques des matériaux polymères. Bien que les études précédentes aient utilisé des techniques de diffusion des rayons X, de microscope électronique à balayage et de microscope polarisant pour étudier le comportement de déformation et les mécanismes microscopiques de contraintes et déformations de la morphologie de cristallisation des polymères à l'échelle micro et méso, le processus de déformation de la morphologie cristalline sous contrainte depuis une perspective tridimensionnelle n'a pas encore été clairement révélé. Cette étude utilise l'acide polylactique (PLA) comme polymère modèle et combine la microscopie polarisante, le microscope électronique à balayage et des techniques d'imagerie optique avancées pour analyser l'évolution de la déformation et les mécanismes de rupture des sphérites lors de l'étirement sous des perspectives bidimensionnelles et tridimensionnelles. L'étude a révélé que les sphérites α du PLA présentent une faible déformation intrinsèque tout au long de l'étirement, leur réponse à la charge de traction se manifeste principalement par l'apparition de fissures perpendiculaires à la direction de traction dans les zones équatoriale et polaire des sphérites ; avec l'augmentation de la contrainte, les fissures s'élargissent progressivement et pénètrent à l'intérieur du sphérite ; finalement, les fissures dans les zones polaires traversent le sphérite, provoquant sa rupture fragile. La perspective tridimensionnelle montre non seulement la topographie des renflements des zones de sphérites formées en surface du PLA sous traction et des dépessions des zones amorphes environnantes, la distribution des cavités à l'interface entre sphérites et zones amorphes près du plan équatorial, ainsi que la germination préférentielle des fissures internes à partir de la surface du matériau, mais révèle également quantitativement les règles d'évolution du volume des fissures, du rapport des tailles du sphérite et du contour externe des fissures internes dans la direction de traction et perpendiculaire à celle-ci en fonction de la déformation. Les résultats ont établi un modèle d'évolution structurelle de la déformation des sphérites sous contrainte de traction, fournissant une base théorique pour expliquer la fragilité mécanique du PLA.

Acide polylactique; sphérites; fissures; morphologie cristalline; déformation en traction