Correlation structure/proprietes mecanique et electrique de composites conducteurs structuraux polyepoxy-polypyrrole/tissu carbone

• Auteur / Autrice : CELINE MARAVAL
• Direction : Alain Bernes
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Résumé

Pour optimiser les proprietes electriques de composites structuraux en vue d'ameliorer l'ecoulement des charges electriques sans modifier les proprietes mecaniques, les correlations entre l'evolution microstructurale et les proprietes mecanique et electrique d'un melange polyepoxy (dgeba-dgebd-amine aliphatique cyclique)-particules conductrices de polypyrrole, renforce d'un tissu carbone, ont ete etudiees par fluage et courants thermo stimules, analyse enthalpique differentielle et conductivite volumique. Le comportement anelastique de la matrice polyepoxy a mis en evidence 3 modes de retard, et aux basses temperatures, associes a des mouvements localises, et a haute temperature, associe aux mouvements delocalises mis en jeu lors de la manifestation anelastique de la transition vitreuse (t g). L'orientation moleculaire provoquee par l'injection du materiau entraine une decroissance de la stabilite thermique de la resine. Le renfort provoque une augmentation de la rigidite du reseau dans le composite. Les fibres de carbone entrainent un meilleur transfert thermique dans l'echantillon et favorisent la reticulation du materiau. Le polypyrrole permet d'atteindre une conductivite de 10 3 s/cm pour des quantites de polypyrrole superieures a 11% en masse. Cependant la repartition particuliere du polypyrrole au seuil de percolation entraine une mauvaise reticulation de la resine et une decroissance de t g. La conductivite volumique du composite structural conducteur, est de 10 4 s/cm. Mais l'action conjointe du polypyrrole et du renfort entraine une inhibition de la polymerisation de la resine et provoque une decroissance de la stabilite thermo-mecanique du composite. Ces resultats montrent la faisabilite de composites structuraux a matrice polymere permettant d'ecouler les charges electriques. Les correlations microstructure-proprietes mecanique et electrique devraient permettre de definir les conditions de mise en uvre compatibles a une fabrication industrielle.