Impact de la microstructure et du vieillissement par relaxation structurale sur les mécanismes d’absorption d’eau dans les réseaux polyépoxydes

Impact of microstructure and physical ageing onto the water uptake process in epoxy resin

• Auteur / Autrice : Yossra Elkebir
• Direction : Stéphanie Mallarino, Sébastien Touzain
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie des matériaux
• Date : Soutenance le 19/11/2019
• Etablissement(s) : La Rochelle
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Euclide (La Rochelle ; 2018-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Sciences de l’Ingénieur pour l’Environnement (La Rochelle)
• Jury : Président / Présidente : Pascal Casari
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphanie Mallarino, Sébastien Touzain, Pascal Casari, Marie-Georges Olivier, Peter Davies, Lénaïk Belec, Nicolas Caussé
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marie-Georges Olivier, Peter Davies

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polymères -- Détérioration

Microstructure (physique)

Polyépoxydes

Mots clés libres

Réseau polyépoxyde

Relations microstructure-propriétés

Vieillissement par relaxation structurale

Mécanismes d’absorption d’eau

Polyepoxyde network

Microstructure-property relationships

Ageing by structural relaxation

Water absorption mechanisms

Résumé

Les peintures polyépoxydes sont largement utilisées dans le domaine anticorrosion en raison de leur forte adhésion au substrat et de leurs bonnes propriétés physicochimiques et mécaniques. Elles restent néanmoins sensibles aux agents de dégradations environnementaux dans les conditions de service et leur durabilité est régie par l’organisation du réseau polymère. Ce réseau est construit en fonction de la nature des résines et durcisseurs utilisés mais peut aussi être modifié par les étapes de mise en forme. Dans notre étude, nous nous intéressons au rôle de la microstructure, puis du vieillissement par relaxation structurale de systèmes époxydes modèles complètement réticulés sur les propriétés initiales et leurs évolutions lors de vieillissement hygrothermique, ainsi que sur les mécanismes d’absorption d’eau. Les résultats obtenus pour des films libres du système DGEBA/Jeffamine230 sont comparés aux résultats des travaux antérieurs sur les systèmes DGEBA/DAMP et DGEBA/TETA et montrent la prépondérance des interactions polaires dans les mécanismes de sorption d’eau. Par ailleurs, le vieillissement par relaxation structurale permet de diminuer la quantité d’eau à l’équilibre ainsi que le gonflement des revêtements. Ce vieillissement par relaxation structurale semble donc un élément important à considérer pour la durabilité des revêtements organiques.

Because of their good adhesion properties to metallic substrates and their good physicochemical and mechanical properties, polyepoxide paints are widely used in the anticorrosive field. However, they remain sensitive to environmental degradation agents under service conditions. Their durability is governed by the polymer network which is built according to the resin and hardener natures. The network can also be modified during the shaping process. In our study, we focus our interest on the role of the microstructure and that of the ageing by structural relaxation of fully crosslinked model epoxide systems onto the initial properties and their evolutions during hydrothermal ageings with a highlight on the water absorption mechanisms.The gathered results for the DGEBA/Jeffamine230 free film are compared with the results of previous works on the DGEBA/DAMP and DGEBA/TETA systems and show the preponderance of the polar interactions in the water sorption mechanisms. In addition, the ageing by structural relaxation reduces the amount of water at equilibrium and the swelling of the coatings. Therefore, this ageing by structural relaxation seems an important parameter to consider for the durability of organic coatings.