Thèse soutenue

Autohésion d'élastomères polaires non-vulcanisés
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Auteur / Autrice : Valentine Hervio
Direction : Costantino Creton
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie des Matériaux
Date : Soutenance le 19/12/2019
Etablissement(s) : Paris Sciences et Lettres (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie des matériaux (Paris)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Sciences et ingénierie de la matière molle (Paris ; 1997-....) - Sciences et Ingénierie de la Matière Molle / SIMM
établissement opérateur d'inscription : Ecole supérieure de physique et de chimie industrielles de la Ville de Paris (1882-....)
Jury : Président / Présidente : Anke Lindner
Examinateurs / Examinatrices : Costantino Creton, Anke Lindner, Pierre-Antoine Albouy, Christophe Derail, Annie Brûlet, Ilias Iliopoulos
Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre-Antoine Albouy, Christophe Derail

Résumé

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De nombreux procédés de mise en œuvre des élastomères impliquent la superposition de pièces de caoutchoucs non-vulcanisés. Une adhérence suffisante entre les différentes couches est nécessaire afin d’empêcher le décollement spontané et l’apparition de défauts.Pour caractériser les propriétés autohésives (d’un matériau sur lui-même), à faible pression et longs temps de contact, nous avons adapté la méthode du Probe-Tack. Si le mécanisme d’interdiffusion des chaines polymères à l’interface lors d’une mise en contact au-dessus de Tg est connu et a fait l’objet de différentes études, toutes ces études ont porté sur des polymères non polaires linéaires. Les propriétés autohésives d’un matériau polaire, le caoutchouc nitrile, sont étudiées et se révèlent être très faible en comparaison à celle d’élastomères non polaires type SBR. Nous montrons que le caoutchouc nitrile est en réalité un copolymère à blocks composé d’enchainements d’unités butadiène (blocks de polybutadiène), ainsi que de parties où les monomères butadiène et acrylonitrile sont alternés. Cette composition conduit à la formation de structures lamellaires auto-organisées, et les fortes interactions polaires intermoléculaires créent un réseau physique limitant la diffusion des macromolécules. Cette organisation est responsable des faibles propriétés autohésives du caoutchouc nitrile même pour de longs temps de contact. Deux stratégies sont proposées pour les améliorer. L’ajout de résine tackifiante polaire se révèle très efficace même à faible concentration si le temps de contact est suffisamment long. L’avivage de la surface par différents solvants est étudiée, et paraît fondamentale afin atteindre de très hauts niveau d’adhésion.