DS03 - Stimuler le renouveau industriel

Contrôle de l'adhésion de polymères mous par des surfaces texturées – AdhesiPS

Résumé de soumission

Le contrôle simultané de la force d’adhésion et de la dynamique de décollement des adhésifs mous est un levier de progrès pour les applications industrielles, en particulier lors des processus d’assemblage et de transformation. AdhesiPS est un projet de recherche fondamentale explorant le potentiel de substrats micro-structurés à l’aide de topographies 3D et d’hétérogénéités adhésives d’origine chimique dans le contrôle du processus de décohésion d’un adhésif mou sur une très large gamme de vitesses de déformation. AdhesiPS planifie d’utiliser des interfaces micro-structurées avec différents motifs géométriques pour contrôler l’adhésion de polymères viscoélastiques, une voie de développement alternatif au contrôle de la formulation chimique de l’adhésif ou de la chimie de surface du substrat. En variant la géométrie du motif et les propriétés physiques (rigidité, énergie de surface) du substrat, le projet AdhesiPS permettra de trouver des stratégies pour ajuster le niveau d’adhésion de polymères mous à des situations extrêmes, depuis des valeurs beaucoup plus faibles jusqu’à des valeurs beaucoup plus fortes que celles obtenues sur une surface lisse. Cette possibilité est liée au fait qu’un tel ajustement a déjà été observé sur des surfaces caoutchoutiques structurées, où les mécanismes responsables de l’adhésion sont en partie simiaires à ceux dans les polymères viscoélastiques mous, en l’occurrence à travers la perte par hystérèse de l’énergie élastique stockée et finalement dissipée pendant le processus de décohésion. Il est tout à fait intéressant de remarquer que dans le cas d’adhésifs mous sur un substrat structuré, la perte d’énergie élastique peut provenir à la fois du substrat et du mécanisme de fibrillation de l’adhésif. Les micro-structures capables de réduire l’aire de contact entre l’adhésif et le substrat, et potentiellement d’augmenter le glissement à l’interface, seraient de très bons candidats pour réaliser des substrats conduisant à une très faible adhésion, de façon analogue aux interfaces micro-structurées qui peuvent créer des comportements superhydrophobes. En outre, la contribution du substrat et celle de l’adhésif à l’énergie d’adhésion dépendent tous deux des taux de déformations appliqués. Ajuster la dépendance avec le taux de déformation de la contribution du substrat à l’adhésion par rapport à celle de l’adhésif pourrait fournir un moyen de contrôler cette dépendance. Par exemple, il pourrait devenir possible de trouver des conditions dans lesquelles la contribution du substrat, qui augmente avec le taux de déformation, pourrait compenser la décroissance de l’énergie d’adhésion de l’adhésif observée à fort taux de déformation sur un substrat lisse, ce qui pourrait permettre d’éviter l’apparition d’instabilités dynamiques. Plus généralement, les processus industriels qui requièrent un niveau d’adhésion différent sur les deux faces d’un même film de polymère, ou qui ont besoin d’un niveau d’adhésion différent pendant la phase d’assemblage et en cours d’usage, pourrait profiter avantageusement d’un contrôle de l’adhésion en fonction de la micro-structure et en fonction du taux de déformation.

Coordinateur du projet

Monsieur Loïc Vanel (Institut Lumière Matière)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

LP ENS-Lyon Laboratoire de physique de l'ENS de Lyon
FAST, UMR 7608 (CNRS) Fluides, Automatique et Systèmes Thermiques
LPS Laboratoire de Physique des Solides
ILM - UCBL Institut Lumière Matière

Aide de l'ANR 446 407 euros
Début et durée du projet scientifique : février 2018 - 48 Mois

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