Etude des modifications superficielles engendrées sur un polymère par un rayonnement laser

par Laurent Aubanel

Thèse de doctorat en Sciences. Matériaux macromoléculaires et composites

Sous la direction de Daniel Sage.

Soutenue en 1997

à Lyon 1 .

Le jury était composé de Daniel Sage.


  • Résumé

    Au cours de ce travail, nous avons etudie les modifications superficielles engendrees sur un polymere par un rayonnement laser. Dans une partie bibliographique, nous avons mis en evidence les differents types de modifications obtenus a partir des traitements de surface usuels, et nous avons montre que les lasers a excimere sont les plus adequats pour traiter les polymeres, les lasers infrarouge etant en general reserves aux travaux de decoupe ou soudure des materiaux metalliques. Contrairement aux nombreuses etudes visant a graver des polymeres utilises en micro-electronique, nous avons oriente nos travaux sur la fonctionnalisation de materiaux de grande consommation (polyethylene et polypropylene) ayant un faible coefficient d'absorption dans l'ultraviolet. L'important n'est plus d'avoir une densite d'energie tres importante, mais de traiter la surface a l'aide d'un faisceau ayant une tres bonne repartition en energie. Pour une fourchette de parametres de traitement tres etroite, la mouillabilite de ces materiaux est augmentee et le calcul des composantes de l'energie de surface indiquent la formation de fonctions non dispersives. Des mesures esca mettent effectivement en evidence la presence de fonctions hydroxyle, carbonyle et carboxyle. La spectroscopie uv permet egalement de suivre les modifications de surface en fonction des parametres de traitement. Nous avons propose des mecanismes de modifications du pe et pp se produisant lors de l'interaction laser/matiere et nous avons montre que suite au traitement, les proprietes d'adherence des deux polyolefines vis a vis d'un adhesif epoxyde sont ameliorees. A partir de ces resultats, nous avons egalement mis en evidence l'amelioration des proprietes d'adherence d'un materiau composite epoxy/carbone. A faible fluence, elle est due a l'elimination d'une couche de pollution et a un legere oxydation de surface. A plus forte fluence, l'ablation de la couche superficielle de resine favorise l'accrochage mecanique de l'adhesif sur les fibres de carbone et les contraintes de cisaillement passent de 5 a 29 mpa.

  • Titre traduit

    Study of superficial modifications caused by a laser on polymeric materials


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Informations

  • Détails : 1 vol. (iv-213 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 203-213

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  • Bibliothèque : Université Claude Bernard (Villeurbanne, Rhône). Service commun de la documentation. BU Sciences.
  • Disponible pour le PEB
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