Collage des polymères ''1ére partie''

Aspects théoriques du collage
Introduction 
On peut assembler les polymères par: 
* Collage 
* Soudage 
* Des « attaches »


Définition du collage:

  Lorsqu'on veut fixer deux surfaces l'une par rapport à l'autre, on place entre elles une substance liquide ou pâteuse, en couche mince, qui en "séchant" forme un lien généralement très solide et définitif. On donne à cette substance le nom d'adhésif si elle est synthétique et de colle si elle est naturelle.

Vocabulaire technique

* Grammage Quantité d’adhésif déposé par unité de surface 

* Pégosité (Tack) Faculté d’un adhésif de maintenir ensemble instantanément deux supports (=adhérence instantanée). *  Encollage Phase du collage pendant laquelle on applique l’adhésif sur le ou les supports. 

* Thixotropie Propriété qu’ont certains fluides de passer d’un état visqueux à un état liquide lorsqu’on les agite et de retrouver leur état initial après un temps de repos. 

* Durée de vie en pot Durée de conservation admise pour une colle mélangée à son durcisseur au-delà de laquelle les collages deviennent moins bons, généralement par suite d’un épaississement exagéré.

* Durée de prise Durée de maintien de deux surfaces encollées l’une contre l’autre pour avoir une résistance suffisante du collage au cours des manipulations d’usage.

* Extrait sec Certains adhésifs sont des dispersions ou des solutions de polymères dans un liquide porteur qui est le plus souvent de l’eau . L’extrait sec (ES) est la teneur en matières actives de la colle 

* Temps de gommage, temps d’attente avant assemblage (colle solvanté et colles aqueuse) Durée s’écoulant entre le moment de l’encollage de l’adhésif et celui où l’on peut procéder  à l’assemblage

Mécanismes du collage 

   D’abord liquide ou fluide, la colle est étalée sur l’une (ou sur les deux) surfaces à assembler et s’y accroche par divers mécanismes physiques ou chimiques. C’est le phénomène dit d’adhésion.  

    Puis, les matériaux sont assemblés et la colle durcit ou sèche : c’est ce que l’on appelle le durcissement ou le séchage ou la prise ou la polymérisation de la colle, qui met en œuvre divers mécanismes physiques et chimiques

Considérations physiques lors d'un collage

* Pour améliorer le contact entre adhésif et support on a donc intérêt à avoir un support propre et notamment dégraissé.

* La présence d'un film gras, de poussières ou de salissures diverses, augmente la tension superficielle et empêche la goutte d'eau de s'étaler 

  Les micro-cavités présentes à la surface du support seront aussi un facteur favorable au collage ; elles doivent pouvoir recevoir l'adhésif (qui doit être suffisamment fluide) et seront des points d'ancrage de l'adhésif sur le support. Parfois on passe un agent abrasif à la surface des supports lisses pour multiplier ces micro-cavités

Adhésion, adhérence:

* On peut définir l'adhésion comme l'étude des mécanismes qui participent à la formation d'une interface plus ou moins forte et stable entre deux matériaux

* L’adhérence est la force ou énergie nécessaire pour séparer deux matériaux réunis par une surface commune (L'adhérence est la résistance à la rupture de l’assemblage);

    elle est mesuré par un essai de séparation de l’assemblage. utilisé pour évaluer les performances et la durabilité des systèmes collés. 

 * TESTS D'ADHERENCE = tests de rupture des assemblages collés (traction, cisaillement, pelage, clivage)

Mécanismes d’adhésion

Le collage repose sur les principaux mécanismes d’adhésion suivants: 
** L’adhésion mécanique 
** L’adhésion thermodynamique 
** L’adhésion par diffusion

Théorie mécanique

L’adhésion est assurée par un ancrage mécanique du polymère qui pénètre dans les microcavités et irrégularités de surface du substrat avant la solidification. Un bon ancrage mécanique nécessite un choix judicieux de la rugosité de surface et dépend à la fois de la viscosité de l’adhésif et de la mouillabilité du substrat. Mais l’adhésion sur des surfaces parfaitement lisses suppose d’autres théories. 

Viscosité

* La viscosité d’un adhésif renseigne sur la manière dont il s’écoule. Viscosité et température de la colle: 

* Pour toutes les colles, la viscosité diminue quand la température de la colle augmente. C’est le cas des adhésifs thermo-fusibles mais aussi des autres colles : époxydes, vinyliques,...

Remarques:

* La viscosité doit être adaptée à l’applicateur: certains applicateurs exigent des colles très fluides (pistolets, pipettes, buse), d’autres des colles plus épaisses. 

* — Difficulté de mouillage : si un matériau est difficile à mouiller, on utilisera une colle plus fluide, qui s’étalera plus facilement. 

* — Consommation de colle et viscosité: elles sont liées entre elles ; si la colle est épaisse, elle est plus difficile à appliquer et l’on consomme plus de colle.