Etude des mécanismes d'adhésion à l'interface élastomère-élastomère

Study of adhesion mechanisms at elastomer/elastomer interface

• Auteur / Autrice : Frédéric Ruch
• Direction : Jacques Schultz, Marie-France Vallat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie - Physique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Mulhouse

Mots clés

Mots clés contrôlés

Adhésion (physique)

Caoutchouc synthétique

Élastomères

Résumé

L'objet de cette étude est de préciser quels sont les mécanismes responsables de la résistance interfaciale du joint adhésif lorsque deux élastomères de même nature sont mis en contact. Nous avons plus spécifiquement focalisé notre attention sur un élastomère de synthèse, un terpolymère statistique appelé EPDM (Ethylene/Propylene/Diene Monomer), dont l'utilisation s'est largement répandue dans tous les secteurs économiques. Afin de simplifier autant que possible le système, les assemblages sont réalisés sur des élastomères exempts de charges renforçantes, et les modes de réticulation employés conduisent à des liaisons carbone-carbone. A l'issue de la mise en présence des deux surfaces d'EPDM, la première étape est celle du mouillage. A mesure que le contact se prolonge, la diffusion des macromolécules composant l'élastomère se produit. Une fois la diffusion favorisée, une ultime étape dite de coréticulation peut être mise en oeuvre, consistant à former des liaisons chimiques de part et d'autre de l'interface. Ainsi, la solidité de l'assemblage peut-elle être renforcée par la formation de ces ponts chimiques. La résistance du joint adhésif est évaluée par le test de pelage. Les contributions respectives de la diffusion et de la coréticulation ont pu être mises en évidence grâce à une méthode originale d'assemblage des élastomères impliquant une étape de coréticulation à température ambiante par faisceau d'électrons. Celle-ci permet de contrôler parfaitement la diffusion à l'interface. Les résultats obtenus ont montré l'extrême lenteur du processus de diffusion associé à l'EPDM expliquée par la nature ramifiée des macromolécules de l'élastomère associée à une densité élevée d'enchevêtrements. L'efficacité de la coréticulation est fortement dépendante de l'état d'interdiffusion des chaînes à l'interface. L'élévation importante de la résistance du joint adhésif à basse température (T<−10°C) a été interprétée par une modification de la morphologie de l'EPDM (cristallisation).