Etude de la durabilité d'un système bicouche polymère utilisé pour le vitrage plastique

par Bruce Claudé

Thèse de doctorat en Chimie - Physique

Sous la direction de Vincent Verney.

Soutenue en 2002

à Clermont-Ferrand 2 .


  • Résumé

    En raison de la transparence et de ses bonnes propriétés mécaniques, le polycarbone (PC) est un matériau de choix pour le vitrage plastique du domaine automobile. Cependant, ce polymère est sensible à la lumière. Ainsi, lorsqu'il est utilisé en conditions extérieures, un jaunissement de surface, induit par le photovieillissement, apparaît. Afin d'augmenter sa durabilité, il peut être recouvert d'un vernis de protection contenant des anti-UV. L'objectif de ce travail de thèse était d'étudier le comportement photochimique d'un système bicouche polycarbonate-vernis acrylique. L'analyse d'un composé multicouche est généralement complexe. Néanmoins, l'utilisation de l'AFM à sonde thermique a grandement facilité la caractérisation des systèmes de départ et des matériaux exposés au photovieillissement. Associée à l'IR-µATR qui permet l'analyse sur deux micromètres, nous avons déterminé les évolutions de structure chimique en extrême surface et dans l'épaisseur du substrat ainsi que leurs conséquences sur les propriétés physiques. Dans un premier temps, l'étude a été consacrée au polycarbonate seul exposé en SEPAP 12/24. Elle a montré la présence de deux processus. Lors d'une première étape, seules les réactions de photo-Fries interviennent. Les réarrangements moléculaires provoquent une diminution de la Tg de surface, bien qu'aucune coupure de chaîne ne se produisent. Puis, la deuxième étape de vieillissement voit l'apparition de la composante oxydative. Celle-ci est mise en évidence par la formation de photoproduits carbonylés et hydroxylés. Les analyses physiques indiquent la présence de coupures de chaîne mais aussi la formation, pour des grands temps d'irradiation, d'une réticulation superficielle. Dans l'épaisseur du PC, le profil de dégradation est caractérisé par les coupures de chaîne sur 10µm. La présence du vernis modifie le comportement photochimique du substrat PC. Pendant les cinq cents premières heures d'irradiation, le vernis absorbe la totalité de la lumière. Malgré l'oxydation de la matrice, le revêtement de surface conserve ses propriétés mécaniques et la protection du PC est correctement assurée. Cependant, les anti-UV contenus dans le vernis sont dégradés et leur concentration diminue. Pour les longs temps d'exposion, la photoprotection du PC n'est plus assurée et son vieillissement débute. Il se traduit par des coupures de chaîne qui conduisent à la formation de couches de faible cohésion et à la rupture de l'assemblage dans le polycarbonate. La dernière étape de ce travail de recherche a été l'optimisation de la formulation du vernis et de sa mise en oeuvre. Elle a permis d'augmenter sensiblement la durabilité du composé bicouche d'un facteur 2,5

  • Titre traduit

    Study of the durability of a polymeric bilayer system for plastic glasses


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Informations

  • Détails : 1 vol. (175 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Bibliothèque Clermont Université (Aubière). Section Sciences et Techniques.
  • Disponible pour le PEB
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