Ces travaux s’inscrivent dans une problématique de détermination de marqueurs du vieillissement de polymères hautes performances pour des applications d’isolation électrique dans l’industrie aéronautique. La majorité des câbles de puissance est composée d’un enroulement successif de poly(tétrafluoroéthylène) PTFE et de poly(imide) PI. Ces recherches sont focalisées sur l’analyse des effets d’un vieillissement thermo-oxydatif sur la structure physico-chimique de ces polymères pour interpréter les modifications des propriétés thermomécaniques et électriques. Dans le cas du PTFE, les relaxations enthalpiques et mécaniques sont fortement impactées par l’évolution de la structure chimique due à un mécanisme de dégradation par dépolymérisation. Les valeurs de l’enthalpie de cristallisation et de l’amplitude du mode de relaxation mécanique β associé à la transition cristal/cristal, peuvent être utilisés comme des marqueurs du vieillissement pour le PTFE. Pour le PI, les modifications de la structure chimique par un mécanisme de scission - recombinaison mettent en évidence la formations d’hétérogénéités impactant la sorption et le transport de charges électriques en spectroscopie diélectrique dynamique. L’évolution du mécanisme de diffusion ainsi que l’énergie d’activation de la conductivité électrique constituent des marqueurs pertinents du vieillissement pour le PI. |
This work deals with the determination of ageing markers of high-performance polymers for electrical insulation applications in aeronautics. Most of power cables are made of a successive winding of poly(tetrafluoroethylene) PTFE and poly(imide) PI. This research is focused on the effects of thermal ageing on the physico-chemical structure of these polymers in order to link them to changes in thermomechanical and electrical behaviours. For PTFE, enthalpic and mechanical relaxations are strongly impacted by changes in chemical structure associated with a depolymerisation mechanism. The values of crystallization enthalpy and of the β mechanical relaxation amplitude associated with the crystal/crystal transition, can be used as markers of thermal ageing for PTFE. For PI, changes in the chemical structure associated with the scission – recombination mechanism, highlight the formation of heterogeneities, modifying sorption process and electrical charge transport as measured in broadband dielectric spectroscopy. The diffusion mechanism and the activation energy of the electrical conductivity evolution, constitute pertinent ageing markers. |