Influence des charges sur l'évolution des propriétés mécaniques des EPDM chargés lors de leur vieillissement par irradiation

Influence of fi liers on the evolution of mechanical properties of filled EPDM during ageing by gamma irradiation

• Auteur / Autrice : Émilie Planès
• Direction : Gérard Vigier, Laurent Chazeau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Lyon, INSA

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polymères -- Détérioration

Matériaux -- Effets des rayonnements

Élastomères

Composites polymères

Résumé

La compréhension de l’évolution des propriétés mécaniques et la détermination de la durée de vie des matériaux en ambiance industrielle est un problème récurrent. Cette question est notamment déterminante dans la mise au point de formulations de polymères utilisés pour la fabrication de câbles électriques employés dans les centrales nucléaires. Ainsi il importe de connaître l’évolution de ces matériaux lorsqu’ils sont soumis à des conditions de marche normale d’une centrale nucléaire. Il existe dans la littérature plusieurs études concernant le vieillissement par irradiation d’élastomères non chargés mais l’introduction de charges dans le matériau peut avoir des conséquences sur l’évolution des propriétés mécaniques lors de leur irradiation. Notre travail a donc porté sur l’étude du vieillissement par irradiation des élastomères chargés et l’identification de rôle des charges dans les mécanismes de vieillissement. Nos efforts se sont concentrés sur une seule matrice largement utilisée pour ce type d’application utilisée pour ce type d’application : il s’agit de l’EPDM norbordène. Les charges sont de d’eux types : la silice et les trihydrates d’aluminium. Leurs surfaces ont été traitées afin de mieux comprendre le rôle des interfaces charges-matrice lors du vieillissement. Afin de déterminer l’influence des charges sur les mécanismes de dégradation et sur l’évolution des propriétés mécaniques, l’évolution dans le temps de ces matériaux chargés ou non a été étudié dans le cadre du vieillissement par irradiation : ils ont été testés et caractérisés à différents niveaux de vieillissement en termes physico-chimique, microstructural et mécanique.

The understanding of the evolution of mechanical properties and the prediction of the lifetime of mate rials in industrial environnement is a recurring problem. This question is very important to develop polymer formulations used for electrical cables in nuclear power plants. Thus it is important to know the evolution of materials when they are submitted to usual conditions in nuclear power plants. The re are in litterature some studies concerning the ageing by gamma irradiation of unfilled elastomer but the addition of fillers in the material can have consequences on the evolution of the mechanical properties during irradiation. Thus this work concerns the study of the ageing by gamma irradiation of filled rubbers and the identification of the role of fillers in the degradation mechanisms. The studied matrix, which commonly used for this type of application is EPDM. The fillers are : nanoscopic silica and aluminum tri hydrate. Their surfaces have been treated in order to understand the role of filler-matrix interfaces du ring ageing. To evaluate the influence of fillers on the degradation mechanisms and on the evolution of the mechanical properties, the evolution during ageing of these materials filled or not has been studied for an ageing by irradiation : they have been physico-chemically, microstrcuturally and mechanically characterized at various levels of ageing.