Synthèse de particules et incorporation dans un revêtement en vue d'améliorer ses propriétés lubrifiantes

Synthesis of particles and their incorporation into caotings for improvement of lubrificating properties

• Auteur / Autrice : Haydar Ornek
• Direction : Claudine Filiâtre, Cédric Buron
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 14/03/2014
• Etablissement(s) : Besançon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Carnot-Pasteur (Besançon ; Dijon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Institut UTINAM (Univers, transport, interfaces, nanostructures, atmosphère et environnement, molécules) (Besançon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Univers, Transport, Interfaces, Nanostructures, Atmosphère et environnement, Molécules
• Jury : Président / Présidente : Jean-Yves Hihn
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Claudine Filiâtre, Cédric Buron, Jean-Yves Hihn, Jean-François Argillier, Ghislaine Bertrand, Lionel Thiery
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-François Argillier, Ghislaine Bertrand

Mots clés

Mots clés contrôlés

Encapsulation (chimie)

Fonctionnalisation des surfaces (chimie)

Traitements de surface

Mots clés libres

Émulsion

Microémulsion

Particules

Silice

Lubrifiant

Microcapsules

Fonctionnalisation

Encapsulation

Emulsion

Microemulsion

Particles

Silica

Lubricant

Microcapsules

Functionalization

Encapsulation

Résumé

Dans le domaine du transport, le zingage (pour lutter contre la corrosion), la passivation (pourrenforcer le pouvoir anticorrosion et améliorer l’esthétique) et la finition (pour la lubrification) sont lestrois traitements appliqués sur les petites pièces mécaniques telles que les vis. L’objectif principal decette étude est d’apporter la propriété lubrifiante à la couche de passivation, permettant ainsi de réduirele nombre d’étape et de réaliser des économies considérables. Pour atteindre cet objectif, deuxstratégies ont été adoptées : la fonctionnalisation de particules de silice par un silane fluoré etl’encapsulation d’un lubrifiant par de la silice.Des particules de silice, sphériques et monodisperses de taille contrôlée (de 40 à 100 nm), ontété fonctionnalisées par un silane fluoré, en une seule étape de synthèse à partir d’une microémulsion.Ces particules améliorent les propriétés lubrifiantes de la couche de finition mais pas celles de lapassivation.Une simple émulsion en milieu acide a permis de synthétiser des microcapsules contenant unlubrifiant (le PAO, polyalphaoléfine ou le n-octadécane à changement de phase à 27°C), de taillemoyenne de quelques micromètres. Le taux maximal d’encapsulation de lubrifiant est environ de 70%,ces capsules n’ont pas apporté les propriétés lubrifiantes à la couche de passivation sur des vis, le tauxd’incorporation des capsules dans cette couche étant trop faible

In the field of transport, zinc coating (to combat corrosion), passivation coating (to increasecorrosion protection and be more aesthetic) and topcoat (for lubrication) are three treatments appliedto small mechanical parts such as screws. The main aim of this study is to provide lubricatingproperties to the passivated layer to reduce the number of steps in the coating process and substantiallyreduce costs. The method includes: silica functionalized with a fluorinated silane and a lubricantencapsulated in silica.Spherical and monodispersed silica particles (between 40 to 100nm) were functionalized witha fluorinated silane using a one-step synthesis from the initial microemulsion. This resulted in theparticles enhancing the lubricating properties of the topcoat but not those of the passivation coating.Microcapsules containing a lubricant (PAO, polyalphaolefin or n-octadecane with a phasechange at 27°C) with an average size of a few micrometers were synthetized in a simple emulsionunder acidic conditions. The maximum encapsulation rate of the lubricant was 70%. These capsulesdid not provide lubricating properties to the passivated coating on the screws. This is because the rateof incorporation of the capsules in this layer is too weak.