Analyse comparée des stratégies de qualification de la durabilité des revêtements polymères et interfaces collées

Abstract

Les performances mécaniques des interfaces collées et des revêtements polymères (peintures, vernis, etc.) sont généralement évaluées par des tests différents bien que la nature et les attentes de ces systèmes soient similaires. Dans les deux cas, l'objectif est de produire une adhésion forte et durable entre un polymère et un substrat, qui peut être de nature différente. Dans le cas des assemblages collés, le joint adhésif assure la transmission des contraintes entre les deux parties. De telles interfaces supportent une combinaison de charges de traction et de cisaillement, leur comportement mécanique est généralement caractérisé à l'aide d'un protocole standard tel que des essais de traction sur des éprouvettes bout à bout, TAST ou de cisaillement à simple recouvrement pour déterminer la résistance mécanique en traction ou en cisaillement. Les performances mécaniques de l'interface peuvent également être caractérisées en termes d'énergie de rupture ou de taux de restitution de l'énergie de déformation critique (SERR) en utilisant des essais de propagation de fissures tels que les essais DCB, ENF, MMB. Ces protocoles ne sont pas applicables à la caractérisation des films minces et des revêtements, car deux adhérents rigides sont nécessaires pour charger l'interface. Des tests plus qualitatifs sont souvent utilisés, tels que les tests de rayure instrumentés ou non instrumentés. Les essais d'arrachement ou de granulation sont également utilisés mais nécessitent un adhérent supplémentaire à coller au revêtement. Le SERR critique du revêtement peut également être déterminé par des tests de cloquage mais, à notre connaissance, cette configuration de test n'a pas été utilisée pour étudier les performances d'adhésion des adhésifs structurels. En effet, dans le cas d'une forte adhésion, le revêtement est très susceptible de se rompre avant que toute propagation de fissure ne soit observée le long de l'interface. Dans la présente contribution, une configuration optimisée du protocole d'essai de blister confiné est proposée pour caractériser l'adhésion entre des substrats d'aluminium traités au laser / interface adhésif époxy. Les résultats des données du l'essai expérimental sont expliqués et les valeurs SERR critiques mesurées sont comparées à celles obtenues avec l'expérience plus conventionnelle du test DCB pour évaluer l'utilisation de ce protocole. La seconde partie de l'étude de l'essai de blister confiné porte sur des paramètres d'essais. L'intérêt de l'essai de blister dans un contexte d'étude de vieillissement est illustré en conduisant des essais de reprise hydrique illustrant la rapidité des cinétiques de prise hydrique.