Cette thèse a comme objectif principal l’analyse des mécanismes de vieillissement mis en jeu lors
d’irradiations protoniques sur deux polymères de la famille des PAEK : le PolyEtherEtherKetone
(PEEK) et le PolyEtherKetoneKetone (PEKK). Trois doses représentatives de 15 ans en orbite géostationnaire ont été réalisées sous vide à température ambiante : 12, 34 et 100 MGy. L’analyse de la structure physico-chimique a mis en évidence deux phénomènes avec les irradiations : une
amorphisation ainsi que la création de nœuds chimiques associés à la recombinaison. Ces défauts
créés ont un impact direct sur le transport de charges. Ils jouent le rôle de pièges et entrainent une
diminution de la conductivité intrinsèque et induite sous irradiations. La comparaison irradiations
électrons/protons pour une même dose injectée a soulevé des différences seulement après le
passage par l’état fondu. Les protons entrainent la création d’un nombre de défauts plus important.
L’influence de la structure physique initiale du polymère sur le vieillissement a été étudiée
en analysant des échantillons de PEKK amorphe et semi-cristallin. La corrélation de techniques
d’analyse a permis de mettre en évidence que les zones cristallines et/ou leurs interfaces pouvaient
être des sites préférentiels à la création de défauts. La température en orbite étant variable, les
mêmes doses d’irradiation ont été effectuées à haute température, au-dessus de leur transition
vitreuse. Peu importe la température d’irradiation, les mêmes phénomènes ont été mis en évidence
pour les deux polymères. Ils sont cependant amplifiés lors d’irradiations à haute température. |
The primary objective of this thesis is to analyze the aging mechanisms involved in proton irradiation
of two polymers from the PAEK family : PolyEtherEtherKetone (PEEK) and PolyEtherKetoneKetone
(PEKK). Three representative doses of 15 years in geostationary orbit were carried out under
vacuum at room temperature : 12, 34 and 100 MGy. Analysis of the physico-chemical structure
revealed two phenomena related with irradiations : amorphization and the formation of chemical
nodes associated with crosslinking. These created defects have a direct impact on charge transport.
They act as traps and lead to a decrease of both intrinsic and induced conductivity. The comparison
between electron and proton irradiation for the same injected dose revealed differences only after
melting. Protons lead to the creation of a greater number of defects. The influence of the polymer’s
initial physical structure on aging was investigated by analyzing samples of amorphous and semicrystalline PEKK. Correlation of several analysis techniques highlighted that crystalline phases
and/or their interfaces may be preferential sites for the creation of defects. Since the temperature
in orbit is variable, the same irradiation doses were performed at high temperature, above the glass
transition. Regardless of the irradiation temperature, the same phenomena were observed for both
polymers. However, they are amplified for high temperature irradiations. |