Microencapsulation et autoréparation (self-healing) de polymères pour des applications aérospatiales

par Wael Ballout

Thèse de doctorat en Physicochimie, analyse et spectroscopie moléculaire

Sous la direction de Alain Périchaud et de Jacky Kister.

Soutenue en 2010

à Aix-Marseille 3 .


  • Résumé

    Le thème de ce travail est l'autoréparation par microencapsulation et incorporation dans un revêtement polymère (polyimide, résine. . . ) pouvant subir une dégradation. Dans notre étude, nous nous intéresserons tout particulièrement à l'autoréparation des matériaux pour une application aérospatiale. Le choix de l'agent autoréparant dépend directement des conditions physiques de l'espace (température maximum : +300°C coté exposé aux rayons solaires, -120°C coté non exposé aux rayons solaires, radiations UV 200-400 nm et une pression de 10[-4] Pa). Notre choix s'est donc porté sur le triméthylolpropane triacrylate. Les microcapsules obtenues par différents procédés d'encapsulation tels que la polymérisation, la polycondensation interfaciale et la polymérisation sol-gel ont été étudiées. Les analyses spectroscopique (IR : infrarouge) et thermique (ATG : analyse thermogravimétrique) nous ont permis de montrer la présence de l'agent de réparation dans les microcapsules synthétisées, quelque soit le procédé employé. Cependant, l'encapsulation par polymérisation sol-gel est la plus adaptée. L'incorporation de ces particules chargées en agent autoréparant dans une matrice polyimide a permis l'autoréparation après endommagement de ce dernier. En effet, l'agent autoréparant libéré par contrainte mécanique a polymérisé après 20 minutes d'irradiations UV.

  • Titre traduit

    Microencapsulation and self-healing polymer for space application


  • Résumé

    The aim of this work is self-healing by microencapsulation and incorporation into a polymer coatmg (polyimide, resin. . . ) may undergo degradation. In our study, we focus particularly on the self-healing materials for aerospace applications. The choice of healing agent depends directly of physical conditions in space (maximum temperature : 300 °C solar side, -120 °C dark side, UV radiations 200-400 nm and a low pressure 10[-4] Pa). Our choice is a trimethylolpropane triacrylate monomer. The microcapsules obtained by various encapsulation processes such as polymerization, interfacial polycondensation and sol-gel polymerization have been studied. Spectroscopic (IR : infrared) and thermal (TGA : thermogravimetric analysis) analysis have showed the presence of the healing agent in the synthesized microcapsules, whatever the process used. However, encapsulation by sol-gel polymerization is most adapted. The incorporation of these particles loaded in healing agent in a polyimide coating has the self-repair after damage of the latter. Indeed, the self-healing agent released by mechanical stress was cured after 20 minutes of UV irradiations.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (300 p.)
  • Notes : Thèse confidentielle jusqu'en 2015
  • Annexes : Notes bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université d'Aix-Marseille (Marseille. Saint-Jérôme). Service commun de la documentation. Bibliothèque de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 200073956
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