Polymérisation sous rayonnement ionisant de monomères époxy pour l’élaboration de composites hautes performances Guillaume Ranoux, 1) Mickael Krzeminski, 2) Brigitte Defoort 2) et Xavier Coqueret 1 ) Institut de Chimie Moléculaire de Reims - UMR CNRS 6229, Reims, France ASTRIUM Space Transportation – Saint Medard en Jalles, France IX colloque PolyRay, 5-6 avril 2011, Epinal
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Polymérisation sous rayonnement ionisant de monomères époxy pour l’élaboration de composites hautes performances
Guillaume Ranoux,1) Mickael Krzeminski, 2)
Brigitte Defoort2) et Xavier Coqueret1)
Institut de Chimie Moléculaire de Reims - UMR CNRS 6229, Reims, France
ASTRIUM Space Transportation – Saint Medard en Jalles, France
IX colloque PolyRay, 5-6 avril 2011, Epinal
Polymérisation réticulanteinduite sous rayonnement
• UV/EB-Formation d’un réseau tridimensionnel
• Formulation
• Prépolymères, diluants réactifs
• Polymérisation radicalaire sans amorceur (EB)
• Additifs (surfactants, …)
• Charges, agents de renforcement, pigments
• Paramètres de traitement:
• Nature du rayonnement
• Dose (totale, incrément)
• Débit de dose
• Température
Acrylate / mécanisme radicalaire
Epoxy / mécanisme cationique
O OO O
� Une alternative à la technologie UV pour
sécher par polymérisation
- Encres
- Peintures
- Revêtement
- Adhésifs
Temps de séchage court et contrôle des performances
par évaluation des propriétés d’usage
Polymérisation réticulanteinduite sous rayonnement
Matériaux compositesà hautes performances
• Polymérisation de composites renforcés par des fibres de carbone pour des applications aéronautiques et spatiales
– « Procédé froid »: économies d’énergie
– Temps de cycle réduit
– Outillage plus simple
– Taille des structures à réaliser n’est pas limitante
– Contraintes H&S réduites
– Longue durée de vie des résines
Pionniers:
EADS Space Transportation (France)
Acsion (Canada)
Polymérisation sous rayonnement Comparaison des mécanismes
Radicalaire (acrylate)
• Inhibé par l’oxygène
• Terminaison rapide
• Contraction volumique
• Ne nécessite pas d’amorceur (EB)
• Vaste gamme de monomères et prépolymères
Cationique (époxy)
• Inhibé par les nucléophiles
• Caractère vivant
• Faible retrait
• Nécessite un amorceur
• Moindre choix des réactifs, coût plus élevé
CH2 CH
C O
O
•
R
O CH CH2 O
RR'
Amorceurs cationiques:sels d’onium
• Quelques exemples:
FeSbF6
Sel de diaryliodonium Sels de triarylsulfonium Cp-Fe arène