​Dans une boîte en polystyrène pour CD, la partie extérieure transparente est plus fragile que la partie noire. Pourquoi cette différence ?

La fragilité est comprise à partir du comportement du matériau au voisinage de la transition vitreuse, qui voit un liquide se transformer en solide amorphe. Classiquement, l'indicateur de fragilité est obtenu en mesurant le temps de relaxation du liquide surfondu pour un incrément de température, près de la transition vitreuse. Or cette valeur est jusqu'à deux fois plus élevée pour les polymères à longues chaînes, de poids moléculaire supérieur à 200.000, que pour ceux à courtes chaînes (580). Cette anomalie imprévue dans le cadre théorique classique s'explique par le fait que les chaînes les plus longues introduisent une « rigidité » qui interdit certaines configurations.

En revanche, si l'indicateur de fragilité est estimé à partir d'une grandeur plus macroscopique telle que la viscosité, l'anomalie disparaît et l'on retrouve la description usuelle du phénomène de transition vitreuse. La longueur des chaînes polymériques est dorénavant un paramètre important à prendre en compte. Elle permet notamment de comprendre les différences de résistance des matériaux d'objets en polystyrène comme nos boîtes de CD. En effet, pour être transparent, le polymère doit être plus amorphe et constitué de plus longues chaînes…