Liaison structurale par collage de composite fibre carbone - PEEK : élaboration et analyse des propriétés physiques
Institution:
Toulouse 3Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
The aim of this PhD work is the development of a structural bonding for thermostable thermoplastic composites (Carbon Fiber / PolyEtherEtherKetone) in view of aerospace applications. Several adhesion mechanisms have been combined : mechanical anchoring, surface activation by reduction and adhesion promoter association. The influence of PEEK surface functionalization was characterized by surface spectroscopies, thermal, mechanical and dielectric analyses. The reference structural bonding was created by a thermoset adhesive. A thermostable thermoplastic adhesive was formulated and developed to promote interdiffusion and create a thermoplastic structural bonding. Dynamic dielectric spectroscopy has been applied to the analysis of structural modifications in the assemblies. The surface functionalization efficiency was evaluated by single lap shear tests. The ultimate stress was multiplied by a factor five, upon optimization of adhesion properties.
Abstract FR:
L'objectif de ce travail de thèse est le développement d'une solution de collage structural de composite à matrice thermoplastique thermostable (Fibre Carbone / PolyEtherEtherKetone) avec une finalité aéronautique. Plusieurs mécanismes d'adhésion ont été combinés : ancrage physique, activation de surface par réduction et association avec un promoteur d'adhésion. L'influence des fonctionnalisations de surface sur le substrat de PEEK a été caractérisée par des techniques spectroscopiques de surface ; des analyses thermiques, mécaniques et diélectriques. La liaison structurale par collage de référence a été effectuée par un adhésif thermodurcissable. Un adhésif thermoplastique thermostable à base PolyEtherImide a été formulé et mis en œuvre afin de favoriser les phénomènes d'interdiffusion avec le PEEK puis créer une liaison structurale par collage thermoplastique. La spectroscopie diélectrique dynamique a été appliquée à l'analyse des modifications structurales dans les assemblages. L'efficacité des fonctionnalisations de surface développées a été évaluée par des essais de cisaillement simple recouvrement. Après optimisation des propriétés d'adhésion, la contrainte à la rupture a été multipliée par un facteur 5.