Etude du vieillissement sous irradiation de polymères époxy

par Nicolas Longiéras

Thèse de doctorat en Chimie, sciences des matériaux

Sous la direction de Jean-Luc Gardette.

Soutenue en 2004

à Clermont-Ferrand 2 .

mots clés

• Phénol
• Hélium
• Aldéhydes
• Cétones
• Formiates
• Acides carboxyliques
• Esters
• Acétone
• Isopropanol
• Éthers phényliques
• Époxydes
• Polymères
• Chimie sous rayonnement
• Électrons

Résumé

Ce travail concerne les mécanismes réactionnels de vieillissement sous irradiation de polymères époxy. Les caractérisations physico-chimiques des réseaux polymères étant difficiles à réaliser et à interpréter, l'étude a d'abord porté sur un polymère linéaire de type phénoxy dont la structure est constituée de motifs de répétition DGEBA. Les résultats obtenus ont été exploités pour l'étude plus complexe d'un système époxy/ amine DGEBA/TETA. Afin d'identifier l'influence de l'oxygène sur les mécanismes de vieillissement sous irradiation, la radiolyse sous hélium et la radio-oxydation sous oxygène ont été menées en parallèle. L'étude de la radiolyse du polymère phénoxy montre un mécanisme principal de coupure de chaîne. Ce résultat est confirmé par une augmentation de la mobilité moléculaire mesuré par les temps de relaxation RMN T2 et T1p. L'analyse structurale par RMN et IRTF permet d'identifier la plupart des produits formés. La corrélation quantitative de l'ensemble des résultats expérimentaux permet d'établir le mécanisme principal : chaque coupure de chaîne entraîne la formation de deux terminaisons phénoliques ainsi que d'acétone et d'isopropanol. La radio-oxydation montre un profil de distribution très marqué et des produits d'oxydation : formiate, ester et acide carboxylique. Le polymère DGEBA/TETA présente comme le phénoxy un mécanisme principal de coupure de chaîne confirmé par l'augmentation de T2 et T1p. Les mesures de spectre dipolaire au moyen d'une séquence RMN solide à deux dimensions 2DWISE montrent que les coupures de chaînes sont localisées sur la partie méthylène amine. Contrairement au phénoxy, DGEBA/TETA ne conduit pas à la formation de terminaisons phénoliques et d'acétone mais à de nouveaux groupements : insaturation, isopropylalcool, aldéhyde, cétone et méthyne à deux hétéro-atomes. La radio-oxydation conduit à la formation de fonction amide, acide carboxylique et ester

Titre traduit

Study of epoxy polymers aging under irradiation

Pas de résumé disponible.