Influence de la structure de réseaux époxydes modèles sur les propriétés volumétriques, mécaniques et viscoélastiques

= Influence of the epoxy network models structure on the volumetric mechanical and viscoelastic properties

• Auteur / Autrice : Yong-Gu Won
• Direction : Jocelyne Galy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux Macromoléculaires & Composites
• Date : Soutenance en 1989
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LMM - Laboratoire des Matériaux Macromoléculaires (Lyon; INSA1962-1998)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Viscoélasticité

Gaz réticulaires

Transition vitreuse

Polyépoxydes

Résumé

Le travail présenté a pour but d'établir des relations entre la microstructure d'un réseau époxy et des propriétés volumétriques, mécaniques et viscoélastiques. Le réseau de référence est constitué d'un prépolymère DGEBA ( Diglycidyl éther du bisphénol A, DOW DER 332 de purété élevée : 98 %) et d'un durcisseur aliphatique, IPD ( Isophoronediamine). Des variations de structure de ce réseau sont effectuées par deux méthodes : - d'une part, en faisant varier kle rapport stœchiométrique, fonction amine/fonction époxy (a/e) : des fin de chaînes pendantes pour a/e-0,8 ou des allongements de chaînes entre nœuds pour a/e=1,2, sont alors introduits dans la réseau ; - d'autre part, en ajoutant une monoamine, la TMCA (triméthylcyclohexylamine), difonctionnelle et de structure proche de celle de IPD. Dans ce cas, pour a/e=1, la masse molaire moyenne entre nœuds est augmentée avec disparition totale des fonctions réactives et apport d'un groupement latéral volumineux. Pour a/e≠1, le même effet est obtenu tout en conservant des fonctions réactives résiduelles. La caractérisation de ces réseaux tridimensionnels est effectuée par mesure de volume spécifique, coefficient de dilatation, température de transition vitreuse, mesure mécanique en traction et en compression et examen des différentes relaxations par mesures viscoélastiques. Ces val eu res sont alors corrélées aux différents paramètres structuraux. Tels que densité de réticulation, compacité, densité d 'énergie cohésive et volume libre.

The purpose of this study is to establish the relationship between the microstructure of the epoxy network and the volumetric, mechanical and viscoelastic properties. The basic network consists of the prepolymer DGEBA (Diglycidylether of bisphenol A, DOW DER 332 of high purity :98%) and the hardener cycloaliphatic amine IPD (Isophoronediamine). The basic network structure was modified by applying two different methods : 1) by varying the stoichiometric ratio, amine functions / epoxy functions (a/e) : the dangling chain ends for a/e = 0. 8 or the chain extensions between the cross-link points for a/e = 1. 2 are then introduced into the network. 2) by adding the bifunctional monoamine TMCA (Trimethylcyclohexylamine) which bas a similar structure to that of IPD. In this case, for a/e = 1, the average molecular mass between the cross-link points, is increased until the disappearance of the reacting functional groups and by the contribution of the lateral voluminous groups. For a/e ≠1, the same effect is obtained while conserving the residual reacting lunct1onal groups. The characterization of these tridimensional networks was accomplished by measuring the specific volume, dilatation coefficient, glass transition temperature, by measuring the mechanical properties and by examination of the different relaxations of the viscoelastic properties. These values were then correlated with the various structural parameters such as cross-linking density, packing density, cohesive energy and free volume.