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Revue des Composites et des Matériaux Avancés

1169-7954
 

 ARTICLE VOL 12/1 - 2002  - pp.187-207  - doi:10.3166/rcma.12.187-207
TITRE
Photo-oxydation/hydrolyse de matrices époxy. Effets de la photo-oxydation sur les propriétés mécaniques

RÉSUMÉ
Deux types de vieillissement ont été mis en oeuvre : artificiel dans une cellule HERAEUS SUNTEST® CPS (photo-oxydation) et naturel selon la norme d'inclinaison et d'orientation NF T51165 (photo-oxydation et hydrolyse). Le processus physico-chimique de photo-oxydation a été révélé en mesurant l'ablation de la surface irradiée. Après une période transitoire, la perte d'épaisseur des matrices varie linéairement avec l'énergie d'insolation globale cumulée. Cela est dû à l'évolution en régime permanent d'une couche photo-oxydée d'épaisseur constante qui, une fois instaurée, avance spatialement dans la matrice saine au même rythme que le recul de la surface irradiée. L'évolution des propriétés mécaniques de la couche de dégradation a été suivie en mesurant le module d'Young et la dureté à l'aide d'un Nano-Indenteur (Nano-Instrument® ), en fonction de la profondeur. Les mesures confirment la présence de cette couche et conduisent à l'estimation de son épaisseur. De plus, l'accroissement du module d'Young avec la durée d'irradiation est caractéristique des modifications chimiques qui ont lieu au voisinage de la surface de la matrice. De ce fait, la Nano-Indentation met en évidence, d'un point de vue mécanique, les effets de la dégradation par photo-oxydation de ces matrices organiques, le gradient de décroissance mesuré correspondant au gradient d'oxydation, décroissant de la surface irradiée vers la matrice saine.


ABSTRACT
The epoxy matrixes photo-oxidation (and hydrolysis in nature) was revealed by measuring the ablation of the irradiated surfaces. After a transitory period, the removal of the matrixes is linear versus the cumulative global exposure energy. Thus, it can be assume that after a short irradiation time, a thin photo-oxidation layer spatially advances at the same speed as the ablation occurs. The influence of photo-oxidation on Young's modulus and hardness variations of the epoxy matrixes has been investigated using a Nano-Indentation test. The results show that these mechanical properties increase with the irradiation time for both analysed systems and continuously decrease with the indentation depth. These decreases are characteristic of the presence of hard film on a softer substrate.


AUTEUR(S)
Claude DUBOIS, Dominique PERREUX, Laurent MONNEY, Lyonel GUILLOT, Patrick DELOBELLE

MOTS-CLÉS
matrice époxy, photo-oxydation, hydrolyse, ablation, module d'Young, dureté.

KEYWORDS
epoxy matrix, photo-oxidation, hydrolysis, ablation, Young's modulus, hardness.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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