Christel MARHUENDA

Transcription

1 Christel MARHUENDA

2 Famille d adhésifs Caractérisation de l adhérence Traitements de surface Applications industrielles

3 Adhésifs Classification selon leur nature chimique 1- Chimie organique: Thermodurcissables acryliques anaérobies polyesters insaturés polyuréthannes silicones époxydes polyimides Thermoplastiques acryliques cyanoacrylates polyesters saturés polychlorure de vinyle polyacétate de vinyle 2- Chimie inorganique: Céramiques

4 Thermoplastiques Cyanoacrylates R= méthyl -CH 3 éthyl -C 2 H 5 butyl -C 4 H 9... collage instantané (< 30s) monocomposant résistance thermique limitée (100 C) résistance au chocs limitée mauvaise résistance à l humidité

5 Thermodurcissables Silicones monocomposant collage substrats CTE différents utilisation de primaire souvent nécessaire

6 Thermodurcissables epoxy adhérence sur tout type de substrats faible retrait- faible dégazage très bonne résistance à la traction et au cisaillement tenue: -40 C (voire -178 C) C diversité de formulations-diversité de coût

7 Céramiques tenue en température: 500 C C mauvaise tenue mécanique si sollicitation

8 Caractérisations des adhésifs des surfaces Chimiques (HPLC, CPG, ATG) rugosité Physicochimiques (DSC, IRTF) mouillabilité Rhéologiques (viscosités, ) polaire, apolaire acido-basicit de l assemblage pelage cisaillement clivage

9 Caractérisations de l adhérence Essais non destructifs Ultrasons Rayons X Thermographie IR Essais destructifs Traction Pelage Clivage Cisaillement

10 - Traction: NFT Traction uniaxiale simple: σ =F/ S simple de mise en oeuvre - Cisaillement: NFT (ISO 4587) F b F t = F/bl Simple de mise en œuvre pour substrats rigides l

11 Pelage:NFT et NFT G = ( F / b ) ( 1 COS θ ) b F θ Support souple Front de fissur - Pelage à 90 : cos θ = 0 G = F / b - Pelage à 180 : cos θ = -1 G = 2F / b Support rigide - Clivage:NFT G = 12 F 2 a 2 / Eb 2 d 3 d F a Supports rigides Difficile de mesurer a (longueur de la fissure) E=module de young a F b

12 Analyse des faciès de rupture Complément des tests d'adhérence: la rupture d'un assemblage est classée en 2 catégories Cohésive: se produit dans un matériau, les substrats ou la colle Adhésive se produit à l'interface de 2 matériaux, colle et substrats

13 Traitements de surface Adhérence:2 types de liaisons liaisons primaires, de type covalentes(peu nombreuses) liaisons secondaires de type Van der Waals (nombreuses) La polarité (+/-) influence l adhérence

14 Traitements de surface 1 Nettoyer (dégraissage) solvants: isopropanol-éthanol-acétone 2 Favoriser l'ancrage mécanique : rugosité 3 Augmenter l'énergie superficielle (γ mj/m 2 ) attention à la surpropreté

15 Traitements de surface Tension superficielle & Mouillabilité Relation de Young γ sv = γ lv cosθ + γ sl Relation de Dupré W= γ s + γ l- γ sl γ sv γ lv θ γ sl γ sv : énergie libre de surface du solide en équilibre avec sa vapeur= γ s γ lv : tension superficielle du liquide en équilibre avec sa vapeur= γ l γ sl : énergie inter faciale entre le liquide et le solide plus l angle θ est élevé, moins l adhérence sera bonne (mouillabilité faible)

16 Traitements de surface Traitements mécaniques *Abrasion: papier abrasif, brosse métallique *Sablage, grenaillage, Traitements chimiques et électrochimiques Traitements physico-chimiques *cryogénie *flammage *corona *plasma *laser

17 Traitements mécaniques RUGOSITE états de surface avant collage (support acier) fraisage (Ra = 10 µm) meulage (Ra = 30 µm) sablage au corindon (80 µm) (Ra = 10 µm) sablage au rugos 2000 (300 µm) (Ra = 40 µm)

18 Traitements chimiques et électrochimiques Anodisation: l aluminium (supprime les oxides) Tétra-etch : les polymères fluorocarbonés Bain Sodium et Naphtalène Cyclisage : les élastomères Bain d'acide sulfurique Halogénation : les élastomères Bain d'acide chlorhydrique et de solution chlorée Primaire : les silicones

19 Cryogénie ojection de gaz carbonique ur enlever couches épaisses r métaux s d effluents Traitements physico-chimiques Flammage et Corona fonctionnalisation de la surface par oxidation ou ionisation très efficace sur plastiques difficiles (PE,PP)

20 Plasma (gaz O 2, argon,n 2, He) éation ou fixation de fonctions chimiques pression atmosphérique ( pour composants electroniques) roid (pour plastiques) Traitements physico-chimiques Laser modification chimique (création de sites actifs) + modification physique (rugosité) pour métaux, plastiques, élastomères

21 Collage structural Exemples Applications industrielles Collage optique Collage microélectronique EPO-TEK H20E résine epoxy conductrice électrique