Caractérisation thermogravimétrique des films polymère

5. Caractérisation thermogravimétrique des films polymère

Les mesures d’analyses thermogravimétriques ont été effectuées à l’aide d’un appareil DSC-TGA Q600 de TA instrument (§ 1.4). Les thermogrammes des prépolymères de DGEBA, de l’agent durcisseur (Polyamidoamine), et du film réticulé (DGEBA-Polyamidoamine) sont représentés sur la Figure II.19.

Dans la gamme de température de 30 à 200°C, La première partie de la dégradation des réactifs font apparaitre des pertes d’environ 9 et 30 % de masse de DGEBA et de Polyamidoamine respectivement, attribuées à l’évaporation du solvant.

Le prépolymère de DGEBA se dégrade à partir de 250°C. La dégradation est complète à 650°C, et peut être décomposée en plusieurs étapes [30]:

• Un clivage homolytique du bisphénol A conduit à la formation d’isopropyl-phénol, d’éthyl-phénol, de crésol et de phénol. Ces molécules ont pu être identifiées par l’analyse du pyrogramme du prépolymère DGEBA indiquée au § 2.1,

et de phénol, également détectés par l’analyse Py-GC-MS (cf. Figure II.4)

• Une cyclisation du diglicydiléther conduit aux molécules de C6H5-O-C3H3 et de C6H4 -O-C2H4.

Dans le cas de la polyamidoamine, la dégradation ne commence qu’à partir de 400°C et fini aussi à 650°C.

Dyakonov et al. [31] montrent que la stabilité du prépolymère DGEBA varie en fonction de la structure chimique, de la stoechiométrie et de la densité de réticulation du réseau qu’il constitue avec une amine.

Figure II.19. Thermogrammes du prépolymère DGEBA, du durcisseur Polyamidoamine et du

système DGEBA-Polyamidoamine réticulé.

En ce qui concerne notre système, on constate que le réseau DGEBA-Polyamidoamine possède une meilleure stabilité thermique que ses composants respectifs. Cette meilleure résistance résulte de la création de liaisons covalentes, dits «ponts de réticulation», qui se dégradent à des températures plus élevées que les simples liaisons constituant les deux réactifs.

représenté sur la Figure II.20. En le comparant avec celui du système DGEBA/Polyamidoamine (DV), on peut vérifier qu’il existe environ 63 % en masse du film FHemp résiduel à 800°C. Cela peut s’explique par la présence des charges et des pigments dans FHemp. Ceci est proche du pourcentage réel indiqué dans le Tableau II.4 qui donne un résultat de 60% de charge et de pigment (voir annexe 2).

Figure II.20. Thermogrammes du film de FHemp (produit commercial) et de DV réticulé.

La plage de température de dégradation du film FHemp est identique à celle du système DV sans charge et sans pigment. Autrement dit, le film FHemp a bien la même stabilité thermique du système DGEBA-Polyamidoamine.

6. Conclusion

Dans ce chapitre nous avons vérifié la nature chimique des constituants DGEBA et Polyamidoamine par RMN et IRTF, et déterminé la masse équivalent époxy (EEW = 188g/mol). La MDSC modulée et la spectroscopie IRTF ont permis de déterminer également la fonctionnalité active de la polyamidoamine, f=6. Nous avons décrit ensuite l’élaboration des films libres et des revêtements, ainsi que les cycles de cuisson utilisée pour la suite de l’étude. Nous avons enfin décrit le comportement thermique des films DV et FHemp.

z z z _z z z z z z z z z z     _         _{ } 37.19% 100.2% -20 0 20 40 60 80 100 W e ight ( % ) 0 200 400 600 800

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