Etude des mécanismes de vieillissement physique des polyréthanes : application aux Propergols solides

Investigation of Physical Aging Mechanisms of Polyurethanes : application to solid Propellants

• Auteur / Autrice : Sébastien Genet
• Direction : Gérard Riess
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Mulhouse

Mots clés

Mots clés contrôlés

Résonance magnétique nucléaire

Plastifiants

Matériaux -- Détérioration

Résumé

L'objectif est d'étudier les mécanismes de vieillissement physique des propergols solides à base de polyuréthanes composés d'une phase souple polybutadiène et d'une phase rigide de clusters de fonctions uréthanes se relaxant au cours du temps par un phénomène de séparation de phase, ce qui altère ses propriétés de combustion. Les études RMN du solide par écho de spin et diffusion de spin donnent accès au diamètre des clusters, à la largeur de l'interphase ainsi qu'à la répartition des protons et à la dureté des deux phases et de l'interphase. Les analyses montrent une rigidification macroscopique et nanoscopique des deux phases et de l'interphase ainsi qu'une stabilité du diamètre des clusters et de la largeur de l'interphase au cours du vieillissement. Le comportement des polyuréthanes en fonction des adjuvants (dioctylazélate) met en évidence une plastification sélective de la phase souple et un effet de rigidification des deux phases en présence de charge, modélisé pour chaque cas.

The aim is to study the mechanisms of the physical aging of propellants based on polyuréthanes made with a soft polybutadiene phase and a hard phase of urethane clusters. This system tends to relax during aging with a phenomenon of phase séparation that corrupts burning properties. "Spin echo" and "spin diffusion" solid state NMR investigations give access to the clusters diameter, the width of the interphase and, to the proton partition and the hardness of the two phases and of the interphase. These analyses indicate a macroscopic and a nanoscopic rigidification of the two phases and of the interphase. They show a stability of the clusters diameter and of the width of the interphase during aging. The behaviour of polyuréthanes in function of additives such as dioctylazelate plasticizer points out a sélective plasticization of the soft phase and a rigidification of the two phases in presence of charge. These behaviours are modelized for each case.