Analyse de la dégradation thermique du Poly(éther éther cétone)

La dégradation thermique du PEEK a été étudiée à l’état caoutchoutique dans de larges intervalles de température (entre 180 et 320 °C) et de pression partielle d’oxygène (entre 0,21 et 50 bars). Tout d’abord, les mécanismes de vieillissement thermique ont été analysés et élucidés par spectroscopie IRTF et par calorimétrie différentielle (DSC) sur des films de PEEK suffisamment minces (entre 10 et 60 μm d’épaisseur) pour s’affranchir totalement des effets de la diffusion d’oxygène. L’oxydation se produit sur les cycles aromatiques provoquant la croissance de cinq nouvelles bandes d’absorption IR centrées à 3650, 3525, 1780, 1740 et 1718 cm-1 et attribuées aux vibrations d’élongation des liaisons O–H du phénol et de l’acide benzoïque, et des liaisons C–O de l’anhydride benzoïque, du benzoate de phényle et de la fluorénone respectivement. De plus, l’oxydation conduit à une large prédominance de la réticulation sur les coupures de chaîne (augmentation de Tg) empêchant le recuit du PEEK, en particulier lorsque la température d’exposition est supérieure au pied du pic de fusion. Enfin, les conséquences de l’oxydation sur les propriétés élastiques ont été analysées et élucidées par micro-indentation sur des sections droites préalablement polies de plaquettes de PEEK de 3 mm d’épaisseur. Les variations du module d’Young et du taux de cristallinité se corrèlent parfaitement, vérifiant ainsi la relation de Tobolsky.

Analyse de la dégradation thermique du Poly(éther imide)

La dégradation thermique du PEI a été étudiée dans de larges intervalles de température (entre 180 et 250 °C) et de pression partielle d’oxygène (entre 0,21 et 50 bars). Tout d’abord, les mécanismes de vieillissement thermique ont été analysés et élucidés par spectroscopie IRTF et par calorimétrie différentielle (DSC) sur des films de PEI suffisamment minces (entre 10 et 60 μm d’épaisseur) pour s’affranchir totalement des effets de la diffusion d’oxygène. Comme attendu, et par analogie avec d’autres polymères aromatiques de structure chimique similaire, l’oxydation se produit préférentiellement sur les groupes méthyle de l’unité isopropylidène du motif bisphenol A, causant la disparition de leur bande d’absorption IR caractéristique à 2970 cm−1 et la croissance d’une nouvelle bande d’absorption IR centrée à 3350 cm−1 et attribuée aux groupes alcool. De plus, l’oxydation conduit successivement à une prédominance relative des coupures de chaîne (diminution de Tg) et de la réticulation (augmentation de Tg). Enfin, les conséquences de l’oxydation sur les propriétés élastiques ont été analysées et élucidées par micro-indentation sur des sections droites préalablement polies de plaquettes de PEI de 3 mm d’épaisseur. Cependant, l’augmentation du module d’Young dans la couche superficielle oxydée est principalement due à un vieillissement physique.