Conclusion

Cettepartienousapermisdedénircequ'étaitunPSAouadhésifsensibleàlapression. Nous avons de plus présenté les diérents tests utilisés pour étudier l'adhésion de ces matériaux et tout particulièrement le test de probe tack que l'on utilisera durant cette étude.

Nous avons vu ensuite l'impact des diérents paramètres expérimentaux qui peuvent

être modiés indépendamment lesuns des autres,sur l'adhésion.

De nombreux points restent cependant à éclaircir. Le tack est en eet un problème

complexefaisantinterveniràlafoislespropriétésmacrocopiquesmaisaussimicroscopiques du matériau.

État de l'art sur le tack de liquides

visqueux ou viscoélastiques

Commenous venons de levoirlesadhésifs PSAdoiventpouvoirétablirun boncontact lors de l'élaboration du lien adhésif puis garder, durant la traction, une bonne cohésion

pour leur permettre de se déformer beaucoup sans rompre prématurément. Ce sont donc

des matériauxquipossèdent despropriétés viscoélastiquescomplexespour avoirce double comportementliquideetsolidenécessairepourlespropriétésde tack.Laprédictiondutack

de ces matériaux est donc souvent dicile notamment à cause des grandes déformations

induitespar letest de tack qui font intervenir leur rhéologienon-linéaire.

De nombreuses études se sont alors orientées sur l'adhésion de matériaux modèles. En

eet ces matériaux permettent de mettre en évidence les phénomènes universels qui se

produisent durant la traction tout en donnant les moyens de modéliser et donc de

com-prendre l'origine de ces phénomènes. Cela permetensuite de tenter d'expliquerl'adhésion de véritablesadhésifs sensibles à lapression.

Une grande partie de ces études a été réalisée sur des polymères linéaires fondus de massesvariablesquipeuventsecomporter suivantlasollicitationàlaquelle ilssont soumis comme de simples liquidesnewtoniens ou commedes liquides viscoélastiques.

Cette thématique étant la base du travail de l'équipe, nous nous intéresserons ici en particulier auxexpériences de "probe-tack"réalisées sur ces matériauxmodèles.

2.1 Les liquides simples

Krenceski et Johnson

1

(Krenceski, 1989) et Zosel (Zosel, 1992) ont realisé des expé-riences sur des homopolymèresisomoléculairesde masse de chaînes variable.

1

Zosel,àpartird'expériences surdu polyisobutylènede massesmolairescomprisesentre

Mw = 4.103

g/mol et

Mw = 5.106

g/mol, a montré que l'énergie de tack présentait un

optimum pour la masse de

M_w = 5.104

g/mol. Il explique ses résultats par le fait que les chaînes de masses faibles sont trop courtes pour être enchevêtrées. L'échantillon se com-porte alors comme un liquide simple. Inversement, lorsque les chaînes sont de tailles plus importantes,ellessontenchevêtréesetl'échantillonévolueversuncomportementélastique. L'optimum est donc entre ces deux extrêmes.

Bohretal 2

(Bohr,1994)ontréaliséplusieursexpériencessur desliquidesdediérentes viscosités dans une géométrie similaire à celle du test de probe tack : les liquides étaient connés entre deux plaques planes dont l'une est tirée à vitesse constante. Une caméra permet d'observer l'évolution de l'échantillonau cours de la traction mais aucune mesure de force n'est faite. Ils ont mis en évidence l'apparition et la propagation de doigts d'air dansl'échantillondurantlatraction,ainsiquel'apparitiondelacavitationpourunegrande vitesse de traction.

Francis et Horn 3

(2001) furent, quant à eux, les premiers à proposer une méthode

pour modéliserlacourbecomplèteforce-déplacementd'untestde probe-tack engéométrie JKRdanslecas d'unliquidenewtonien.Ils ontpour celacalculélaforcevisqueuse induite par l'écoulementde l'échantillonsous traction etont considéré cette forceégale à la force transmise par le capteur de force modélisé par un ressort élastique. Ils ont alors mis en évidence que le pic de force mesuré expérimentalement était dû à la complaisance de la machine.Ilsontdémontrélerôleimportantdelacomplaisancede lamachinesur lacourbe de force.

Tirumkudulu etal 4

(Tirumkudulu,2003) ontcorrélédes expériences de traction réali-séessur deuxliquides newtoniensdeviscositésdiérentes(huileminérale

ηhm = 1.8

Pa.set huiledesilicones

ηhs = 59.3

Pa.s)auxcourbescomplètesforce-déplacementet déplacement-temps en tenantcompte de la complaisancede lamachine.

De plus, ils ont observé l'apparition de cavités dans l'échantillon au cours de la trac-tion. L'origine de la cavitation est due, d'après eux, à la décroissance de la pression dans l'échantillon induitepar les écoulements dûs àla traction. Lorsque la pressiondevient in-férieure àla pressionde la vapeur saturante du matériau, des cavités apparaissent. Ils ont remarquécependant quecettelimite ne semblaitpas validepour lesliquides très visqueux (huile de silicones). Alors, en modélisant l'évolution du rayon d'une cavité dans l'échan-tillonau cours de la tractionet en calculantson impact sur lechamp de pressionprésent dans l'échantillon, ils ontpu calculer l'évolutionde laforceau cours de latractionavec la présence de cavités.Ils ont alors obtenu une bonne adéquation entre les expériences et la théorie.

2

BohrJ.,BrunakS.,NorretrandersT.,Europhys.Lett.,25,245-252(1994) 3

FrancisB.A.,HornR.G.,J. Appl.Phys.,89,4167(2001) 4

Dans le même temps, Poivet et al (Poivet, 2003 et 2004) ont mis en évidence, sur des huiles de silicones de diérentes viscosités (entre

η = 5

Pa.s et

η = 1000

Pa.s), une transitionen fonctiondelavitesse detractionentredeux régimes: unrégimededigitation et un régime de cavitation. De plus, ils ont montré l'impact de ces mécanismes sur les courbes de forces.

Ilsontensuitemodélisé(Poivet,2004)l'évolutioncomplètedelaforceetdudéplacement au cours de la traction et expliqué l'apparition de lacavitation avec l'augmentation de la vitesse de traction. Ils ont aussi élaboré un diagramme de phase prédisant les diérents régimes atteignables par l'échantillonet prédit l'évolution du pic de force en fonction de ces diérents régimes.

Le travail réalisé par Sylwia Poivet étant la base de cette thèse, nous exposerons en détail son travail dans lechapitre 6.

Dans le même temps, Derks et al

5

(Derks, 2003) se sont intéressés quant à eux à l'apparitionetlapropagationde ladigitationdansun liquidenewtonien (huilede silicones

η = 92

Pa.s) etun uideàseuil(gelde polymèresdansl'eau).Ils ontaussi étélespremiers à appliquer, dans le cadre d'un test de "probe-tack" à sonde plane, les calculs de Francis et Hornpour la déterminationde la courbe force- déplacement. Leurs résultatsmontrent un eet faible de la digitation sur les courbes de force pour le liquide newtonien et fort pour le uide àseuil.

RécemmentLindneretal

6

(Lindner,2005)ontétudiél'évolutionnonlinéairedesdoigts aucoursde latractionetAmaretBonn

7

(Amar,2005)ontétudiélacroissance entrois di-mensiondes doigtsdansl'échantillonaucoursde latraction.Cesétudes, bienquedonnant une interprétationplusjustede ladigitationdurantlatraction,surestiment systématique-ment le nombre de doigts apparaissant durant la traction. Enn, dernièrement, Oliviera

et Miranda

8

(2006) ont modélisé des expériences similairesavec un ferrouide et ont pu inuencer les instablités créées par la traction grâce à des champs magnétiques. Ils ont alorsmisenévidencelerôledes contraintes normales(visqueusesetmagnétiques)sur l'ap-parition de l'instabilité etnotamment le nombre de doigts. La description de l'apparition de doigts d'air et leur propagation dans des matériaux modèles reste encore un problème ouvert etfort intéressant.

Enn,ShulletCreton 9

(2004)ontrécemmentrésumélaplupartdecesrésultatsobtenus sur des matériauxmodèles etles ont comparés àceux obtenus sur de véritables adhésifs.

5

DerksD.,LindnerA., CretonC., BonnD.,J. Appl.Phys.,93,1557(2003) 6

LindnerA.,DerksD.,ShelleyJ.,Phys. uids,17,072107(2005) 7

BenAmarM.,BonnD.,Physica D,209,1(2005) 8

OlivieraR.M.,MirandaJ.A.,Phys. ReviewE.,73,036309(2006) 9

Dans le document Tack de matériaux modèles (Page 30-35)