Dégradation thermique et fluage d'un adhésif structural epoxyde

L'objet de ce memoire de these est l'etude des proprietes de l'adhesif structural EA 9689 lors de son utilisation a temperature elevee. Cet adhesif epoxyde est utilise dans l'industrie aeronautique pour le collage des inverseurs de poussee et pour la realisation de structures sandwichs. Notre etude porte principalement sur deux aspects, la degradation thermique et le fluage. L'etude du comportement en temperature nous a permis de proposer un schema reactionnel de degradation thermique impliquant differents mecanismes moleculaires. L'effet principal est une depolymerisation thermolytique qui conduit a une plastification du reseau. Nous avons montre que les molecules plastifiantes avaient une structure tres proche de celles des durcisseurs. Il y a ensuite migration de ces molecules plastifiantes du cœur vers la surface des echantillons. En surface, ces molecules ont un comportement different selon les conditions de vieillissement. Parallelement a ces phenomenes, il y aurait des recombinaisons moleculaires au sein du reseau qui conduisent a la formation d'une structure thermiquement plus stable. Cette espece thermostable necessite de l'oxygene pour etre degradee selon un mecanisme de thermo-oxydation. Notre etude a egalement porte sur l'evolution de la temperature de transition vitreuse au cours du vieillissement thermique. Nous avons ainsi mis en evidence une evolution complexe caracterisee par une diminution de la Tg au cours du vieillissement suivie d'une augmentation. L'etude du comportement mecanique de l'EA 9689 et d'assemblages colles acier/colle/acier nous a permis de mieux comprendre les potentialites de cet adhesif structural, mais aussi de proposer differentes hypotheses sur les mecanismes moleculaires responsables du fluage. Nous avons ainsi montre que les proprietes mecaniques de cet adhesif etaient tres bonnes jusqu'a des temperatures d'environ 150°C. Au dela de cette temperature, on note une chute importante des proprietes mecaniques que l'on peut expliquer par un accroissement du caractere viscoelastique du polymere, et ceci alors meme que la Tg est a une temperature bien superieure (environ 230°C). Nous notons que les proprietes des assemblages colles sont intimement liees a la nature, et donc a la resistance, de l'interphase adhesif/substrat et qu'il est donc impossible de prejuger de la resistance de joints sans connaitre au prealable celle de l'interphase formee. Nous nous sommes interesse aux trois stades du comportement en fluage en portant une attention particuliere sur le fluage stationnaire au cours duquel la vitesse de deformation est constante. Nous avons ainsi developpe un modele simple pour representer l'evolution de la vitesse de fluage stationnaire avec la contrainte et la temperature. Ce modele nous a permis de faire differentes hypotheses sur la nature des mecanismes de deformation par fluage. Nous postulons ainsi que dans des conditions "douces" (temperature et contrainte faibles), la deformation au cours du fluage stationnaire serait provoquee par des mouvements locaux des segments de chaines identiques a ceux decrits pour expliquer la transition . En conditions de fluage plus "severes" (temperature et/ou contrainte elevee), la deformation stationnaire serait due a des mouvements des chaines macromoleculaires sur de longues distances analogues a ceux proposes pour la transition vitreuse.