Etude de la réticulation et des interfaces dans les systèmes cyanobactérie : contribution de la spectroscopie diélectrique

Study of curing and interface in cyanate-glass fiber system : dielectric investigation

• Auteur / Autrice : Philippe Bartoloméo
• Direction : Jean-Louis Vernet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Physicochimie des polymères
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Toulon
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université du Sud Toulon-Var. UFR de Sciences et Techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectroscopie diélectrique large bande

Cyanates

Réticulation (polymérisation)

Thermodurcissables

Résumé

Ce travail est une exploitation de la technique de ta spectroscopie diélectrique pour l'étude des composites. Le suivi de réticulation de fa résine a été envisagé en DSC et ÏRTF. Un nouvel échantillonnage en IRTF a été validé- Les cinétiques obtenues ont été corrélées avec les données issues de la spectroscopie diélectrique. Une approche semi-emprique a été envisagée dans un premier temps, puis une seconde basée sur la théorie du volume libre. Le paramètre Ci de l'équation WLF a été étudié en détail. Une deuxième partie a été consacrée à l'étude des interfaces dans les matériaux composites, en fonction du cycle de mise en œuvre. Le test micromécanique de la microgoutte a permis une caractérisation mécanique des interfaces. Une étude en fonction de la conversion de la résine montre que le taux de cisaillement à l'interface (ÏFSS) varie fortement autour du point de gel de la matrice. Une mise en forme sous vide de la microgoutte, avant réticulation, accroît la valeur de EFSS, et ce d'autant plus que le temps de séjour sous vide est plus long. Mêmes remarques pour un traitement thermique, à pression atmosphérique. La spectroscopie diélectrique a permis de quantifier les effets de mise en forme par l'intermédiaire d'une approche basée sur la conductivité ionique et une autre sur la permittivité. Un mécanisme de coalescence de chaînes entre l'ensimage et la résine a été mis en évidence, d'autant plus important que l'on opère à températures élevées et pression réduite. Enfin, une caractérisation en microscopie IRTF de l'interphase n'a révélé aucune réaction chimique majeure entre la matrice et l'ensimage.

This work is based on the study of composite materials by dielectric spectroscopy. Resin curing has been first monitored by DSC and FTIR. We have first put the stress on a novel sampling methodology. Then, cure kinetics show a good agreement with dielectric data. Two main approaches were used, the first one based on an empirical equation and the second one on free volume theory. In this case, C2 parameter was studied in details. In a second part, interface in composite materials have been investigated in case of composite processing. The microdroplet pull out test provide us a mechanical interface characterisation. A study versus resin conversion has shown that interfacial shear stress (IFSS) varies strongly near resin gel point. A vacuum process of the microdroplet before curing increase IFSS, all the more as process time is longer. Same observation were made under atmospheric pressure process. Process effects has been characterised by dielectric investigations. Two main approaches were used, the first one based on ionic conductivity, and a second one based on exploration of dielectric permittivity. A chain coalescence mechanism between sizing and resin molecules have been shown. This one is stronger as pressure decrease and temperature increase. Then, interphase characterisation by FTIR microscopy did not show any strong chemical reaction between matrix and sizing