Adhesion between automotive painting and pressure-sensitive adhesives: influence of cleaning to chemical and mechanical properties of interface - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2004

Adhesion between automotive painting and pressure-sensitive adhesives: influence of cleaning to chemical and mechanical properties of interface

Adhésion et adhérence entre les peintures automobiles et des adhésifs sensibles à la pression : influence du nettoyage sur la physico-chimie et la tenue mécanique des interfaces

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Abstract

Automotive topcoats are constituted of basecoat/clearcoat system or lacquer. Analyses of their outermost surface point out that polysiloxane additives are detected on the clearcoats and oxygenated compounds are detected on the lacquer, these compounds cover partially the polyacrylate-polyurethane network. The segregation of siloxane additives to the clearcoat surface decrease the adhesion of pressure-sensitive adhesives. The slight adhesion is explained by calculation of solubility parameters : the interaction between siloxane additives and PSA is lower than the interaction between polyacrylate network and adhesive. Analyses point out that an ethanol cleaning can remove additives from the topcoat surface and improve considerably adhesion to clearcoats. Moreover, this study characterizes the mechanical behaviours of two PSA families, which are composed of elastomer or acrylic copolymers. The local peel strength is correlated to the adhesive deformation. The majority of peel strength is dissipated when elongation is maximum. Adhesives behaviours depend on the composition (elastomer or acrylic) and peel strength is proportional to the contact area with the substrate.
Les finitions de peintures automobiles sont constituées par un vernis ou par une laque. Leur analyse montre une migration de tensioactifs à base de polysiloxane vers la surface des vernis et de composés oxygénés vers la surface de la laque, ces composés recouvrant partiellement le réseau polyacrylate-polyuréthane. Cette migration d'additifs est la cause de la faible adhérence mesurée lors du pelage d'adhésifs sensibles à la pression sur le vernis. Le calcul des paramètres de solubilité explique cette faible adhérence : les PSA interagissent beaucoup plus avec le réseau polyacrylate qu'avec les additifs siliconés. Le nettoyage à l'éthanol enlève les composés siliconés ou oxygénés de la surface des peintures, ce qui améliore l'adhérence des PSA sur le vernis. De plus, nous étudions le comportement mécanique lors du pelage de deux PSA (à base élastomère ou acrylique) en corrélant la dissipation locale de l'énergie avec la déformation des PSA. La majorité de l'énergie est dissipée lorsque la déformation des PSA est maximale. L'allure des courbes de comportement dépend du caractère élastomère/acrylique de l'adhésif et l'énergie dissipée est proportionnelle à l'aire de contact avec le substrat.
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Dates and versions

tel-00443608 , version 1 (31-12-2009)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00443608 , version 1

Cite

Matthieu Horgnies. Adhésion et adhérence entre les peintures automobiles et des adhésifs sensibles à la pression : influence du nettoyage sur la physico-chimie et la tenue mécanique des interfaces. Mécanique [physics.med-ph]. École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2004. Français. ⟨NNT : 2004ENMP1169⟩. ⟨tel-00443608⟩
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