Étude et modification de l'interface polyéthylène-adhésif sensible à la pression

• Auteur / Autrice : Elena Celia
• Direction : Frédéric Guittard, Élisabeth Taffin de Givenchy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Nice
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice ; 2000-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mouillage (chimie des surfaces)

Polyéthylène

Adhésifs sensibles à la pression

Résumé

Le travail qui nous a été confié pour cette thèse est l’étude de l’interface entre les adhésifs sensible à la pression (PSA) à base aqueuse et le polyéthylène, afin de comprendre et améliorer l’adhésion entre ces deux matériaux. D’abord nous avons montré que les traitements corona et plasma augmentent l’énergie de surface et la mouillabilité du polyéthylène et de ce fait l’adhésion avec les PSA à base aqueuse, mais les études de vieillissement ont révélé que cette modification de la surface n’est pas durable dans le temps. D’autre part, nous avons réalisé le greffage covalent de l’acide acrylique sur la surface du polyéthylène qui permet une modification permanente de la surface du polymère. Le traitement plasma et le greffage de l’acide acrylique ont augmenté les propriétés d’adhésion du polyéthylène comme montre les tests d’adhésion. Nous avons ensuite étudié les propriétés du film de PSA tout en focalisant l’attention sur ses propriétés électrocinétiques. Les courbes de potentiel Zeta des adhésifs et du film de polyéthylène permettent de visualiser l’influence des interactions électrostatiques dans l’adhésion entre les PSA et le polymère. Enfin nous avons fabriqué une surface composite par assemblage covalent de particules de silice aminées sur la surface de polyéthylène greffé avec l’acide acrylique. Le greffage des particules de silice a permis d’augmenter la rugosité du film et d’en moduler par conséquent, sa mouillabilité et sa capacité d’adhésion. Cela nous a ouvert de nouvelles perspectives dans la fabrication de matériaux hautement réactifs comme catalyseurs et surfaces antimicrobiennes.

The aim of this work was to study of the interface between waterborne pressure sensitive adhesives (PSAs) and polyethylene (PE) in order to understand and improve the adhesion between them. Firstly, we have pointed out that plasma and corona treatments increase wettability and surface energy of polyethylene but are not permanent. Then, we have realized a covalent grafting of acrylic acid inducing a permanent modification of the polyethylene surface. Both plasma treated and acrylic acid grafted surfaces exhibit greater adhesion performance toward PSAs than untreated polyethylene. The study of Zeta potential curves of PSA films and polyethylene seems to show some influence of electrostatic interactions in the adhesion phenomena. Finally, we have modified the polyethylene surface by the covalent grafting of silica nanoparticles. The assembling of silica particles on the surface changes the surface roughness and consequently its wettability and adhesion properties. The surface was afterwards rendered hydrophobic by modification of particles with a semifluorinated compound. This pathway may offer new perspectives in the fabrication of high reactive materials such as catalysts and antimicrobial surfaces.