Optimisation de la formulation d'un film PVC pour le revêtement de pièces automobiles

Optimization of the formulation of a PVC film for the coating of automotive parts

• Auteur / Autrice : Hélène Delinière
• Direction : Marie-France Lacrampe
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie des Matériaux
• Date : Soutenance le 22/11/2019
• Etablissement(s) : Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Lille Douai
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IMT Lille Douai
• Jury : Président / Présidente : Sophie Duquesne
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Lebrun, Jean-Marie Raquez

Mots clés

Mots clés libres

Pvc

Stabilisation thermique

Stabilisation UV

Plastification

Migration

Pvc

Thermal stabilization

UV stabilization

Plasticization

Migration

Résumé

Cette thèse fait l’objet de l’optimisation d’un film PVC plastifié destiné au revêtement de pièces automobiles extérieures et intérieures. L’évolution du profil colorimétrique, des propriétés mécaniques et viscoélastiques du film au cours de différents vieillissements artificiels à la lumière et à la température, associée à la décomposition du film en TGA-IR, permet de mieux comprendre les mécanismes de dégradation du film PVC étudié. Le rôle du stabilisant thermique présent dans la formulation est ainsi validé. En revanche, le système de stabilisation aux UV formé par le mélange 50-50 d’un absorbeur UV et d’un inhibiteur s’avère défaillant et est remplacé par le mélange d’un absorbeur UV à 75 % avec un inhibiteur radicalaire non basique à 25 %. La teneur du film pour un revêtement extérieur est donc améliorée. En vue d’étendre son utilisation à des revêtements intérieurs, le dégagement de composés volatils hors du film est étudié à des températures critiques. Le plastifiant s’avère responsable de cette migration et sa substitution par un polyadipate permet de limiter significativement cette migration. Le choix de ce plastifiant améliore également la plastification du PVC et rend le film adapté à l’application tridimensionnelle ciblée.

This study focuses on the optimization of a plasticized PVC film intended for the coating of interior and exterior automotive parts. The evolution of the colorimetric profile, mechanical and viscoelastic properties of the film during different artificial aging and decomposition studies in TGA-IR leads to get a better understanding of the degradation mechanisms of PVC. Thus the role of the thermal stabilizer introduced in the initial formulation is confirmed. On the other hand, the UV stabilization system containing a 50-50 mix of a UV absorber and a hindered amine light stabilizer failed and was successfully replaced by a mix of 75 % of a UV absorber with 25 % of a non-basic hindered amine lighter. Consequently, the film durability for an exterior coating showed improvement. To extent its use to the coating of interior automotive parts, the release of volatile compounds was studied at critical temperatures. The plasticizer seems to be responsible for the migration out of the film, this release was significantly reduced by substituting it by polyadipate. The choice of this plasticizer further improves the PVC plasticization and makes the film suitable for the 3D application.