Proposition d’un modèle cinétique pour la dégradation thermique de la matrice PEEK

Abstract

is an open access repository that collects the work of Arts et Métiers ParisTech researchers and makes it freely available over the web where possible. Mots clés : PEEK / vieillissement thermique / oxydation / réticulation / modèle cinétiqueAbstract -Proposal of a kinetic model for the thermal degradation of PEEK matrix. The thermal degradation of poly(ether ether ketone) (PEEK) has been studied in air at solid (rubbery) state typically from 523 to 593 K, i.e. in a never explored temperature interval. The modifications of the PEEK structure have been monitored at both molecular and macromolecular scales with two complementary analytical techniques. IR spectrophotometry in a transmission mode has allowed detecting four degradation products: phenols, benzoic acid, phenyl benzoate and fluorenone. Calorimetric analysis has clearly put in evidence that crosslinking is largely predominant over chain scissions. An oxidation mechanistic scheme of the PEEK matrix has been proposed on this basis of results, but also on the basis of all the experimental results reported in the literature at molten state. A kinetic model has been derived from this scheme and its validity has been successfully checked from the changes in the concentrations of degradation products and the glass transition temperature in air at 523 K. The corresponding values of the model parameters have been discussed.

Conséquences de l’oxydation sur l’absorption d’eau dans les matrices PEEK et PEI

“…La figure 4 présente les isothermes de relative : Récemment, une relation semi-empirique a été proposée pour déterminer la concentration d'eau à l'équilibre dans les principales familles de polymères (modérément et fortement) polaires [3] : figure 6, toutes ces valeurs sont aussi comparées aux résultats de la littérature [8][9][10]. Il apparaît clairement que l'ensemble des données, quelle que soit leur origine, se place autour d'une droite d'Arrhenius unique pour chaque matériau.…”

“…En effet, d'après les avionneurs, ils seront non seulement exposés à un vieillissement thermique dans l'air à 180°C pendant une durée totale de 90 000 h, mais aussi à un vieillissement humide dans 85 % HR à 70°C jusqu'à saturation. Si les mécanismes de vieillissement thermique de ces deux polymères sont maintenant bien élucidés et leurs conséquences sur les propriétés thermomécaniques sont également bien comprises et même modélisées [1][2][3], en revanche, on s'interroge toujours sur les conséquences du vieillissement thermique sur l'absorption d'eau.…”