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    Caractérisation physique de films polymères – Comment mesurer les propriétés de surface, optiques et générales

  • Que vos films polymères soient utilisés pour l’emballage, les sacs plastiques, les films photographiques, les substrats pour les cellules solaires flexibles, les écrans flexibles, les écrans tactiles ou les circuits imprimés, leur composition détermine toujours leurs propriétés. Les exigences auxquelles ils doivent répondre sont aussi diverses que leurs domaines d’application. Une étude approfondie de leurs propriétés est donc nécessaire pour modifier leur formule ou simplement tester leur qualité.

    Étude de films minces et de nanofilms (épaisseur <1 µm)

    Les films polymères très fins (~1 µm et moins) sont souvent constitués de plusieurs couches. Ils sont fréquemment utilisés pour l’isolation électrique ou la protection contre la corrosion de composants électroniques tels que les cartes de circuits imprimés (PCB) ou les pièces de téléphones intelligents, ainsi que comme les films réfractifs sur les lentilles optiques. Ils peuvent également être employés comme capteurs d’humidité ou en lithographie, comme revêtements antibactériens des stents, ou même pour le séquençage du génome.

    Pour tester les films fins et les nanofilms, vous pouvez utiliser  la méthode de test de nanorayure pour mesurer l’adhérence et la résistance aux rayures de chaque couche du film fin ou du matériau final avec un seul instrument.

    Outre l’adhérence et la résistance aux rayures, la nanostructure est également très intéressante. Apprenez-en le plus possible sur votre matériau en effectuant :

    • des mesures topographiques
    • des mesures des propriétés mécaniques
    • des mesures des propriétés électriques 

    Trouvez l’instrument adéquat pour votre application

    Étude de films épais (épaisseur > 1 µm)

    Les films protecteurs ou décoratifs tels que les peintures de protection pour les voitures, les appareils électroménagers blancs ou les peintures époxy pour le revêtement de sol doivent résister aux dommages majoritairement causés par les rayures. Dans le cas des métaux, les peintures protègent le matériau de base principalement contre la corrosion, mais aussi contre les rayures.

    Utilisez la technique de test de rayure  la plus efficace et la plus fiable pour évaluer la résistance des films aux rayures et apprendre dans quelle mesure le revêtement résiste aux dommages dans des conditions précisément définies. Ces tests fournissent également des informations sur sa récupération élastique.

    Pour savoir comment un film se comporte dans certaines conditions environnementales telles que la température, l’humidité ou les conditions de stress,  l’analyse mécanique dynamique est le bon choix pour être certain que la qualité du produit final répond aux attentes des utilisateurs.

    Lorsque vous développez vos films, vous voulez être sûr que la finition de la surface sera parfaite. C’est pourquoi vous voulez caractériser vos polymères fondus et aussi définir les opérations de traitement en conséquence. Une caractérisation  rhéologique complète vous y aide.

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    Étude de films adhésifs

    Les produits industriels et de consommation étant de plus en plus souvent collés plutôt qu’assemblés, soudés, brasés, vissés ou pincés, les films adhésifs ont un bel avenir devant eux. Mais cela signifie aussi qu’ils doivent répondre à une grande variété de demandes :

    Il vous faut étudier leurs force, élasticité, durabilité, et même des caractéristiques spéciales comme la conductivitéou la résistance. Profitez des nombreuses possibilités de  la microscopie à force atomique pour analyser vos adhésifs jusqu’à l’échelle du nanomètre.

    L’  analyse de la courbe de force vous dévoile tout ce que vous voulez savoir sur la force d’adhérence. Apprenez-en encore plus sur votre film adhésif grâce aux mesures quantitatives de ses propriétés élastiques.

    Les films adhésifs sont souvent produits en recouvrant une couche de base d’une couche adhésive liquide, qui doit être réticulée au cours du processus.

    Profitez des avantages de  la caractérisation rhéologique pour déterminer la cinétique de réticulation de la couche adhésive, et trouvez ainsi la conception idéale du processus de production.

    Pour que l’adhésivité de votre film adhésif ne disparaisse pas en dessous d’une certaine température, utilisez  l’analyse mécanique dynamique afin de déterminer la plage de température dans laquelle le film adhérera à d’autres surfaces.

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  • Trouver la bonne solution pour la caractérisation des polymères

    Qu’il s'agisse de films minces et de nanofilms, de films épais ou de films adhésifs, leur composition détermine toujours leurs propriétés. Il est essentiel d’étudier soigneusement ces propriétés pour que vos films polymères puissent répondre aux exigences spécifiques de chaque domaine d’application. Cette étude approfondie est également indispensable avant toute modification de formulation et pour le contrôle de la qualité.  

    Solution Votre avantage Appareil

    Le film produit présente une surface de qualité médiocre (surface ondulée).

    Réalisez des mesures rhéologiques afin de caractériser la viscoélasticité de la matière première utilisée et optimiser les conditions de process.

    Production de films de qualité constante, sans défauts ni imperfections de surface.

    Le film d’emballage affiche des taux d'échec accrus dans les climats tropicaux/arides/froids.

    Analysez les performances mécaniques du film en réalisant des tests de DMA dans des conditions d’humidité contrôlée.

    La garantie que votre produit arrive chez votre client en bon état, indépendamment des conditions climatiques

    Le film se rompt pendant l’utilisation.

    Procédez à des tests de traction pour déterminer la contrainte ou déformation au moment de la rupture. Réalisez une analyse mécanique dynamique pour étudier la friabilité du film (comme indiqué par le facteur d’amortissement mesuré).

    Amélioration de la qualité des produits grâce à une meilleure sélection de matériaux, parfaitement adaptés aux exigences du produit.

    Des résidus d’adhésif restent à la surface après avoir décollé le ruban adhésif (couche adhésive incomplètement réticulée).

    Examinez le comportement de vieillissement de l’adhésif en fonction de la température et du temps.

    Une meilleure qualité des produits grâce à des formulations de matériaux et des conditions de traitement optimisées

    La peinture se raye trop facilement.

    Effectuez des tests de rayure contrôlés avec précision pour mesurer la résistance aux rayures.

    Information sur la résistance aux rayures des peintures avec de nouvelles formulations

    Les films polymères et les peintures doivent récupérer après avoir été endommagés par des rayures.

    Effectuez des tests de rayure précisément définis pour mesurer la profondeur durant la rayure et la profondeur après récupération.

    Tester différents films et revêtements et optimiser la formule permet d’obtenir la meilleure récupération possible pour la peinture ou le film après un dommage par rayure

    Le film / La peinture polymère doit résister au vieillissement.

    Effectuez des mesures d’indentation avec un segment de fluage pour mesurer les propriétés de fluage du film / de la peinture.

    Possibilité de classer les différent(e)s films/peintures en fonction de leurs propriétés de fluage et de sélectionner les meilleurs

    Le film produit présente une qualité optique insuffisante. Il est peu profond (forte variation de dispersion).

    Effectuez des mesures d’indice de réfraction à différentes longueurs d’onde pour déterminer la dispersion.

    Qualité constante des films produits. Les polymères peu profonds peuvent déjà être mis de côté lors du développement de nouveaux produits.

    Les rubans adhésifs doivent être caractérisés.

    Réalisez une carte en 3D de la répartition des matériaux adhésifs.

    Contrôle des processus et de la qualité de la production de rubans adhésifs

    De nouveaux matériaux adhésifs doivent être développés ou caractérisés.

    Effectuez des mesures de la courbe de force pour une analyse quantitative de la force d’adhérence.

    Cycles de développement plus rapides pour atteindre les spécifications cibles

    Vérification de la nanostructure réelle et des propriétés mécaniques des polymères multicouches pour chaque couche

    Réalisation de mesures topographiques et de courbes force-distance à l’aide de l’AFM

    Obtention d’informations sur la rugosité et les valeurs quantitatives du module élastique à l’échelle sub-nanométrique

    Quantification du rapport de mélange de différents polymères de films fins afin de trouver le matériau idéal pour l’utilisation finale souhaitée

    Réalisation de mesures en mode « tappping » ou en mode CRAI présentant la répartition des différents polymères, obtention du rapport de mélange

    Présentation de la répartition des différents polymères à l’échelle nanométrique, quantification du rapport de mélange pour une caractérisation optimale des matériaux

    Montrez le tableau complet

    Vous n’avez pas trouvé votre situation spécifique ? Anton Paar a toujours la solution à vos problèmes. N’hésitez pas à nous contacter pour plus d’informations. 

  • Des experts majeurs dans le domaine vous en apprennent plus sur la caractérisation des polymères

    Découvrez comment les experts universitaires dans le domaine de la caractérisation des polymères utilisent les instruments d’Anton Paar dans leur travail quotidien. Lisez ces interviews et découvrez comment les instruments d’Anton Paar sont utilisés dans la recherche universitaire pour approfondir les connaissances sur les polymères et développer des produits polymères innovants.

    • Analyse du revêtement en silicone avec test de rayure

      « Nous avons découvert que le comportement de rayure (adhérence, cohésion) était différent selon que l’on allait de fin à épais ou d’épais à fin. »

      Professeur James Kohl, Université de San Diego 

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    • L'AFM dans l’industrie de l’emballage alimentaire

      « L’AFM a été utilisée pour quantifier le phénomène de réagrégation des nanoparticules une fois le revêtement formé à la surface du film plastique. »

      Professeur Stefano Farris, Université de Milan

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