II.7. Mécanisme de polymérisation
La présentation sous forme différente (deux
composants) de la résine époxy est due au fait que le
mécanisme de polymérisation de ces résines est de type
polyaddition.
C'est le mélange des deux composants où
l'élévation de la température qui va faire démarrer
la réaction de polymérisation [RATN 03], [MONT
07].
Dans le cas de la polyaddition le durcisseur va faire partie
intégrante de la macromolécule finale. Les durcisseurs les plus
courants peuvent être comme nous l'avons vu de 4 types :
· Amorceurs de l'homopolymérisation.
· Comonomères diamines.
· Comonomères diphénols.
· Comonomères anhydrides de diacides.
Les plus utilisés sont les diamines et les anhydrides de
diacides. Notons que la fonctionnalité d'un prépolymère
époxy dépend du type de réactions mis en jeu [MIJO
98]. Le choix d'un durcisseur est un compromis entre plusieurs
caractéristiques :
· Viscosité du mélange réactif.
· Durée de vie en pot du mélange.
· Réactivité du système lors de la
mise en oeuvre.
· Propriétés finales : Tg,
module... reprise d'eau...
Les systèmes époxydes au cours de la
polymérisation permettent d'obtenir un préimprégné
légèrement poisseux (pégueux) et stockable et pas de
produits secondaires qui pourraient engendrer la formation de vides
préjudiciables à de bonnes caractéristiques
mécaniques et thermiques du composite final [LACI
00].
Page 41
Chapitre II Réactions chimiques et mode
opératoire
Page 42
Polyamines
aliphatiques
Polyamines
cyclophatiques
Amines
aromatiques
Polyaminoamides
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Polyamines
utilisées comme durcisseurs de résine
époxy
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Tableau II.3 : Polyamines
utilisées comme durcisseurs de résine époxy
Anhydride Phatalique (PA)
|
Anhydride MéthylTétraHydroPhtAlique (MTHPA)
|
Anhydride MéthylHéxaHydroPhtAlique (MHHPA)
|
Anhydride DoDécenylSuccinique (DDS)
|
Anhydride HéxaHydroPhtAlique (HHPA)
|
Anhydride Maléîque (MA)
|
|
Tableau II.4 : Anhydrides
d'acides
Autres liants associables : brai de houille,
résines vinyliques, résines acryliques, bitumes. Solvants
: cétones, esters, éthers de glycol, alcool butylique,
toluène, hydrocarbures aromatiques.
Chapitre II Réactions chimiques et mode
opératoire
Page 43
1,6-Hexandioldiglycidylether est aussi qualifié de
1,6-Bis (2,3-epoxypropoxy).
1,6-Hexandioldiglycidylether est une substance liquide
jaunâtre sans couleur avec une odeur propre. Elle est utilisée
comme solvant réactif dans les époxydes pour la réduction
de la viscosité. Elle peut déjà être ajoutée
à la composante de résine du PE à des concentrations
d'environ de 5% à 15% (sauf exception 30% à 40 %) pour augmenter
le temps de gel. Son caractère réactif doit permettre de
l'incorporer dans la structure du réseau sans qu'il perturbe fortement
celle-ci. Cette incorporation évitera toute perte par diffusion.
Diluants réactifs : éthers
glycidiques.
Etherglycidylique Aliphatiques
Cycloaliphatiques Aromatiques
Etherglycidylique d'allyle (AGE)
Etherglycidylique du butanediol (BDDGE)
Etherglycidylique de butyle (BGE)
Etherglycidylique de crésyle (CGE)
Etherglycidylique de phényle (PGE)
Etherglycidylique d'acides gras
Tableau II.5 : Diluants
réactifs
Autres réactifs (durcisseurs) :
Ethylène diamine, isophorone diamine, polyamine aromatique,
aliphatique et cyclique.
Figure II.7 : Structure
développée du durcisseur Polyamine
(4,4'
DiaminoDiphénylMéthane) C13H14N2
Dans le cas de la réticulation, la ductilité
disparaît progressivement par diminution de l'extensibilité
ë, laquelle est directement liée à la masse molaire moyenne
entre noeuds
MC15 : .
Chapitre II Réactions chimiques et mode
opératoire
Page 44
Le tableau 3 présente les valeurs d'aromaticité
pour les résines époxy réticulées avec les
différents durcisseurs amines ainsi que, à titre indicatif,
celles des autres types de résines.
Unité
Constitutive de
Répétition
DGEBA
|
Masse molaire
(g/mol)
1820
|
Taux
d'aromatique
pour 100g
Durcisseur
DDS
50,1
|
Taux
d'aliphatique
pour 100g
49,9
|
Rapport
aromatique/
aliphatique
1
|
TGAP
|
1798
|
42,3
|
57,7
|
0,73
|
TGDDM
|
2608
|
46,6
|
53,4
|
0,87
|
Tactix 742
|
2530
|
54,1
|
45,9
|
1,18
|
DGEBA
|
1716
|
Durcisseur ETHA
43,9
|
56,1
|
0,78
|
TGAP
|
1642
|
31,9
|
68,1
|
0,47
|
TGDDM
|
2400
|
37,5
|
62,5
|
0,6
|
Tactix 742
|
1374
|
47,6
|
52,4
|
0,91
|
DGEBA
|
1756
|
Durcisseur DDM
51,3
|
48,7
|
1,05
|
TGAP
|
1702
|
44,6
|
55,4
|
0,81
|
TGDDM
|
2480
|
49
|
51
|
0,96
|
Tactix 742
|
2434
|
56,2
|
43,8
|
1,28
|
Polyester
Insaturé
|
671
|
Autres résines
45,3
|
54,7
|
0,83
|
Vinyl ester
|
1027
|
51,8
|
48,2
|
1,07
|
Phénolique
|
105
|
70,5
|
29,5
|
2,39
|
Polyamide
|
408
|
54,9
|
45,1
|
1,22
|
|
| 
