Etude des mécanismes de la pégosité (tack) de systèmes élastomère / verre

par Estelle Cheret-Bitterlin

Thèse de doctorat en Chimie - Physique

Sous la direction de Jacques Schultz.

Soutenue en 1996

à Mulhouse .


  • Résumé

    L'aptitude à coller instantanément, dès leur mise en contact avec des substrats variés, est l'une des qualités premières que doivent présenter les adhésifs dans de nombreux domaines d'application (adhésifs thermofusibles ou sensibles à la pression par exemple). Cependant, cette qualité, communément appelée pégosité (tack en anglais) est difficile à définir d'un point de vue physico-chimique. En effet, elle dépend aussi bien des propriétés de volume que des propriétés de surface des matériaux considérés. La présente étude consiste en une analyse fondamentale des phénomènes influençant l'adhésion à différentes échelles de temps de contact, de la milliseconde à quelques dizaines de minutes. Ainsi, la pégosité d'élastomères modèles acrylonitrile-butadiène (NBR), de polarité différente (33 et 41 % d'acrylonitrile) et de masse moléculaire entre noeuds de réticulation variant de 14000 à 45000 g/mol, a été étudiée. Le test de mesure utilisé repose sur le principe du test à la sonde, améliorée par la mesure d'aire de contact. La géométrie du test est celle du test de Johnson, Kendall et Roberts (J. K. R. ), à savoir contact entre un hémisphère d'élastomère et une plaque de verre. Une décroissance linéaire de l'énergie d'adhésion avec la vitesse de retrait, suivant une échelle logarithmique, pour un temps de contact et des conditions expérimentales donnés, a été observée. Ce comportement, contraire à celui prédit par l'approche de Gent et Schultz a été attribué à la différence de géométrie et à une forte variation de volume de la zone déformée à faibles vitesses de séparation. Le résultat majeur est l'augmentation de l'énergie d'adhésion G avec le temps de contact, suivant une fonction puissance. Cet accroissement a été attribué à l'évolution de l'énergie de surface au cours du temps. De même, l'interdiffusion de courts segments de chaînes, aux temps très courts (quelques millisecondes) ainsi que pour des réseaux réticulés a été mise en évidence. En résumé, cette étude a permis d'identifier les différentes contributions à l'énergie d'adhésion, suivant la plage de temps considérée et a clairement mis en évidence le rôle joué par les phénomènes de réorganisation moléculaire aux interfaces.

  • Titre traduit

    Tack at elastomer/glass interfaces


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