URETHANE/ACRYLIC HYBRID LATEXES FOR APPLICATION AS PSA
LATEX HYBRIDES URETHANE/ACRYLIQUE POUR APPLICATIONS ADHESIVES
Résumé
This work focuses on adhesive films obtained upon film formation of urethane/acrylic hybrid latex particles. These latexes were prepared by a miniemulsion polymerization to ensure a homogeneous incorporation of the PU inside the particles. Studying the morphology of particles and films showed that the grafting of polyurethane is essential to avoid phase separation at the film scale which is harmful for the macroscopic properties. Two parameters affect the mechanical properties of the films: the polyurethane weight fraction controls the linear viscoelastic properties while the degree of grafting of the PU modifies the maximum deformability of the film by modifying the mesh size of the network. The primary interest of the hybridization is to maintain a satisfying adhesion compared to pure acrylic films while increasing the cohesion in the polymer network and thus the shear resistance both at ambient and at high temperature. The preparation of similar hybrid latexes by methods closer to the industrial ones generates adhesive films with qualitatively similar properties. The degree of grafting still affects the maximum deformability of the adhesive but the synthesis conditions strongly increase the level of crosslinking inside each particle resulting in a decreased adhesion level. We finally developed a tensile creep test for this soft material targeted at better evaluating the long term properties of the adhesive films.
Cette thèse a pour objet l'étude de films adhésifs obtenus par le séchage de particules de latex hybrides uréthane/acrylique. Ces latex ont été préparés par polymérisation en miniémulsion pour assurer une incorporation homogène du polyuréthane dans chaque particule. L'étude de la morphologie des particules et des films a montré que le greffage du polyuréthane sur le réseau acrylique est essentiel pour éviter une séparation de phase à l'échelle du film, néfaste pour les propriétés macroscopiques. Les propriétés mécaniques de ces films hybrides sont contrôlés par deux paramètres indépendants : La fraction massique de polyuréthane affecte la viscoélasticité linéaire de ces films adhésifs alors que le taux de greffage du polyuréthane modifie le comportement en grandes déformations en modifiant la maille du réseau réticulé. En modifiant le taux de greffage, il est possible de maintenir un niveau d'adhérence satisfaisant par rapport à un film d'acrylique pur tout en augmentant la cohésion dans le matériau et donc la résistance au cisaillement. Cette méthode de synthèse par miniémulsion peut être transposée vers un processus plus industriel et l'effet des paramètres moléculaires reste globalement le même. L'effet du greffage apparaît toujours comme essentiel sur la déformabilité maximale des films adhésifs mais les conditions de synthèse augmentent fortement la densité de points de réticulation dans le matériau, ce qui diminue leur adhérence mais augmente leur résistance au cisaillement. Nous avons enfin mis au point un test de fluage en traction, permettant d'appréhender la résistance mécanique des adhésifs dans le temps.
Loading...