Élaboration et caractérisation de couches minces d'oxyde de zinc.<br />Application à la photoprotection du polycarbonate - Institut de Chimie de Clermont-Ferrand Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2004

Elaboration and caracterisation of zinc oxide thin films. Application as photoprotective coating on polycarbonate.

Élaboration et caractérisation de couches minces d'oxyde de zinc.
Application à la photoprotection du polycarbonate

Résumé

This thesis has for object the elaboration and the study of the properties of zinc oxide (ZnO) coatings in order to protect polycarbonate (PC) against photodegradation and so to increase the durability of this polymer. These ceramic coatings were deposited by r.f. magnetron sputtering in an argon-oxygen plasma. The plasma was characterised by optical emission spectroscopy according to the sputtering parameters. The ZnO deposits submitted to thermal treatments in different atmospheres (air, nitrogen, vacuum). It resulted a modification of the composition, structure, optical properties and stress of these thin films.
The adhesion of the ZnO coating on the polycarbonate film was characterised by the peeling test. The adhesion depends strongly on the deposition conditions. To improve it, different plasma treatments (Ar, Ar-O2, CO2) of short duration were applied to the polymer. They increased the surface energy of the PC, the best results are were obtained with a carbon dioxide plasma. They permitted a fonctionalisation of its surface that were put in evidence by XPS.
The study of the photodégradation of the PC showed that the protection effect of the ZnO coating depends on its thickness and its deposition conditions. The insertion of an additional alumina thin films brought a better protection of the PC because it avoided the photocatalytic of ZnO
Cette thèse a pour objet l'élaboration et l'étude des propriétés de revêtements d'oxyde de zinc en vue de protéger le polycarbonate (PC) contre la photodégradation et ainsi d'augmenter la durabilité de ce polymère. Ces revêtements ont été déposés par pulvérisation cathodique radiofréquence à effet magnétron dans un plasma argon-oxygène. La phase plasma a été caractérisée par spectroscopie d'émission optique en fonction des paramètres de pulvérisation. Les couches de ZnO ont été soumises à des traitements thermiques dans différentes atmosphères (air, azote, vide). Il en résulte une modification de leur composition, de leurs propriétés structurales et optiques et de leurs contraintes internes.
L'adhésion du revêtement sur un film de polycarbonate a été caractérisée au moyen du test de pelage. Elle dépend des conditions de dépôt. Pour l'améliorer, différents traitements plasma (Ar, Ar-O2, CO2) de courte durée ont été appliqués au polymère. Ils ont augmenté l'énergie de surface du PC, le meilleur traitement étant celui à base de dioxyde de carbone. Ils ont permis une fonctionnalisation de la surface qui a été mise en en évidence par XPS.
L'étude de la photodégradation du PC montre que l'effet photoprotecteur du revêtement de ZnO dépend de son épaisseur et de ses conditions d'élaboration. L'introduction de couches supplémentaires d'alumine a apporté une meilleure protection du PC en évitant l'action photocatalytique de ZnO et en améliorant ses propriétés mécaniques.
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Dates et versions

tel-00012168 , version 1 (21-04-2006)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00012168 , version 1

Citer

Abdellah Moustaghfir. Élaboration et caractérisation de couches minces d'oxyde de zinc.
Application à la photoprotection du polycarbonate. Matériaux. Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2004. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00012168⟩
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