Formulation et caractérisation physico-chimique d'un adhésif à double réticulation pour réparations peintures sur structure avion - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2020

Formulation and physicochemical characterization of a dual curing adhesive for painting repairs on aircraft structures

Formulation et caractérisation physico-chimique d'un adhésif à double réticulation pour réparations peintures sur structure avion

Nicolas Merlinge
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1271277
  • IdRef : 24363272X

Résumé

In order to reduce the actual time consuming steps of the repair of an impact on aircraft’s fuselage, the project SYSCO aims to replace the liquid pain by a patch composed of an adhesive, specially developed for this application, and a dry painting coating, developed by Corso Magenta Society. To achieve this aim, a dual curing adhesive firstly by UV light, then by thermal load is formulated. The first UV curing arises the viscosity of the adhesive to create a ready-to-use patch and the final thermal curing assures the adherence on the fuselage. To create a dual curing adhesive, a system composed of a trifunctional epoxy resin and tetrafunctional amine is mixed with bifunctional acrylate, sensitive to UV irradiation. To achieve a strong thermodynamically compatibility between the acrylate and epoxy component of the mixing, a hybrid monomer with a vinyl function and an epoxy function is added to the mixing. This hybrid monomer will also improve the morphological stability of the adhesive. The dynamical rheological response by frequency sweep has allowed to highlight the influence of the hybrid monomer and the process time of the adhesive on his morphology, before and after UV curing. Before UV curing, the arising of the acrylate cluster size in the epoxy/amine matrix has been observed. This phenomenon is reduced in presence of hybrid monomer. After UV curing, the hybrid monomer decreases the cluster size, but the structure still shows an evolution over time. The influence of the hybrid proportion on dimensional stability of the adhesive has been linked with evolution of the internal stresses during thermal curing and the life cycle of the assembly. The hybrid monomer reduces the internal stresses to avoid the delamination probabilit
Les travaux de maintenance peinture des avions se décomposent en différentes étapes consommatrices de temps. En plus du décapage mécanique, de la protection des joints de mastic, du dégraissage et de l’application d’un primaire de protection, la mise en peinture classique se décompose de la même manière que lors de la première fois. Le temps nécessaire à la réparation peut donc atteindre 48h. Afin de réduire ce temps de maintenance, le but du projet Sysco dans lequel s’inscrivent ces travaux, est de développer et d’étudier un patch de réparation des peintures d’avion, composé d’un adhésif et d’un feuil de peinture sèche. La solution envisagée est de développer un adhésif à réticulation progressive, d’abord par UV puis par apport thermique. La première réticulation par UV sur le feuil de peinture permet la réalisation d’un patch de réparation déposable sur fuselage avion et adhérant par réticulation thermique. Pour répondre à la problématique de double réticulation, l’adhésif choisi est composé d’une résine époxyde trifonctionnelle, d’un durcisseur amine tétrafonctionnel et de monomères acrylates bifonctionnels sensibles aux UV. Afin d’atteindre une forte synergie des propriétés telles que la rhéologie d’écoulement, la mouillabilité des deux composants naturellement incompatibles d’une part et pour une plus grande stabilité morphologique des adhésifs en cours de processabilité d’autre part, un monomère hybride bifonctionnel contenant une fonction oxirane et une fonction vinyle, est inséré au mélange afin d’améliorer la compatibilité thermodynamique entre la matrice époxy/amine et la phase dispersée acrylate. La réponse rhéologique dynamique par balayage fréquentiel a permis de mettre en relief l’influence du taux d’hybride et du temps de processabilité de l’adhésif sur sa morphologie avant et après réticulation par UV. Avant UV, il a été observé l’évolution de la structure de l’adhésif en mettant en évidence l’augmentation de la taille des clusters d’acrylate dans la matrice époxyde/amine au cours du temps. Ce mécanisme est fortement atténué lorsqu’on ajoute de l’hybride. Après UV, l’hybride diminue la taille de la phase dispersée, par contre la structure continue d’évoluer au cours du temps. L’influence du taux d’hybride sur la stabilité dimensionnelle de l’assemblage a été étudiée en observant l’évolution des contraintes internes lors de la réticulation thermique ainsi que durant la vie de l’assemblage. L’adhésif contenant l’hybride relaxe mieux les contraintes internes diminuant ainsi le risque du délaminage de la structure assemblée
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04165769 , version 1 (19-07-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04165769 , version 1

Citer

Nicolas Merlinge. Formulation et caractérisation physico-chimique d'un adhésif à double réticulation pour réparations peintures sur structure avion. Matériaux. Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2020. Français. ⟨NNT : 2020INPT0028⟩. ⟨tel-04165769⟩
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