EuroWire September 2020

Article technique

Essal

1

2

3

4

5

6

UA-1

70

70

70

0

0

0

UA-2

0

0

0

70

70

70

Acrylates-2

24

22,5

21,2

24

22,5

21,2

N-vinyl monomère

6

5,6

5,3

6

5,6

5,3

Monomère difonctionnel

0

1,9

3,5

0

1,9

3,5

▲ ▲ Tableau 1 : Résines durcissables par UV avec diverses quantités de monomère difonctionnel

2 Résultats et discussion

En les comparant avec l’Essai1 et l’Essai4 ou l’Essai2 et l’Essai5 (la même formulation sauf pour les oligomères d’acrylate d’uréthane), les formulations ont donné une résistance à la traction similaire malgré le module différent respectif de Young. Cette expérience a montré que par rapport à l’utilisation d’UA-2, l’utilisation d’UA-1 est plus adaptée pour obtenir une résistance mécanique élevée avec un module de Young réduit. Une analyse mécanique dynamique des pellicules dans l’Essai2 et l’Essai5 a été effectuée et les résultats sont présentés dans la Figure 2 . Les deux courbes tanδ dans l’Essai2 et l’Essai5 ont montré des formes bimodales. Ce résultat implique l’induction d’une séparation de phase du polyéther diol avec une Tg inférieure et du polymère acrylate avec une Tg supérieure dans les pellicules de l’Essai2 et de l’Essai5. L’Essai2 a montré des points d’inflexion à -40°C et -4°C. L’Essai5 a montré des points d’inflexion à -54°C et 5°C. À la lumière des essais, l’état de séparation des phases entre l’Essai2 et l’Essai5 était différent, et cet état de séparation des phases différent pourrait être à l’origine de la relation différente entre le module de Young et la résistance à la traction. Il est donc nécessaire d’analyser les morphologies à l’échelle nanométrique pour clarifier le phénomène. Cependant, à notre connaissance, les morphologies des pellicules n’ont pas été examinées. En général, les acrylates d’uréthane durcissables par UV sont connus car ils sont composés de séquences de polyuréthane et d’acrylates rigides (segment dur) et de segments de polyéther flexibles (segment souple). Il est donc possible de confirmer la morphologie à l’échelle nanométrique des pellicules d’acrylate d’uréthane

une machine d’essai de traction à une vitesse de 1mm/min avec une distance de la tête transversale de 25mm. Le module a été défini par le module sécant à un allongement de 2,5%. La résistance à la rupture et l’allongement à la traction ont été mesurés dans les mêmes conditions, sauf où la vitesse de traction de 500mm/min a été appliquée. 1.4 Analyse de la réponse mécanique dynamique La réponse mécanique dynamique de la pellicule durcie a été mesurée à l’aide d’un visco-élastomètre dans la plage de température de -100°C à +100°C, avec une vitesse de chauffage de 2°C/min et à une fréquence de 3,5Hz. En outre, la dépendance à la température du module de stockage (E’) et le facteur de perte (tanδ) pour la pellicule durcie ont été mesurés.

L’ajout du monomère difonctionnel a augmenté la densité de réticulation, et le module de Young a été contrôlé par les quantités de monomère difonctionnel. Le Tableau 1 énumère les résines testées. Le monomère difonctionnel dans la résine a été modifié de 0 à 3,5% en poids pour des formulations contenant 70% en poids de UA-1 (Essai 1, 2 et 3) et de UA-2 (Essai 4, 5 et 6). La Figure 1 montre la relation entre le module de Young et la résistance à la traction. L’ajout de monomère difonctionnel a non seulement augmenté le module de Young mais également la résistance à la traction des formulations de UA-1 et de UA-2. ▼ ▼ Figure 3 : Images de la phase AFM (Essai5). Figure du haut: carte de module, figure du bas: carte d’adhésion

▼ ▼ Figure 1 : Relation entre le module de Young et la résistance à la traction

Essai6

Essai3

Essai2

Essai5

Essai1

Essai4

Module de Young [MPa]

Résistance à la traction [MPa]

▼ ▼ Figure 2 : Facteur de perte (tanδ) des pellicules dans l’Essai2 et dans l’Essai5

Essai2

Essai5

tanδ

Température [°C]

80

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Septembre 2020