Contributions of atmospheric plasma treatment on a hygrothermal aged carbon/epoxy 3D woven composite material - Archive ouverte HAL
Article Dans Une Revue Polymer Degradation and Stability Année : 2022

Contributions of atmospheric plasma treatment on a hygrothermal aged carbon/epoxy 3D woven composite material

Apports du traitement par plasma atmosphérique sur un matériau composite tissé 3D carbone/époxy vieilli par vieillissement hygrothermique

Résumé

In this paper, the effects of hygrothermal ageing and atmospheric plasma surface treatment on a 3D carbon/epoxy-amine woven composite material are studied. The goal is to study the surface evolution of the materials in terms of chemical composition and morphology. Plasma treatment is applied on new and hygrothermally aged samples in order to analyse its contribution to the surface modifications and degradations. It appears that hygrothermal ageing has irreversible absorption behaviour causing hydrolysis, oxidation and particle losses, which modifies the surface chemistry and topology. On the other hand, the atmospheric plasma causes oxidation of the matrix. Indeed, when a repair is necessary, the damaged part could evolve due to moisture absorption related to ageing. As the fibres are exposed, the topology and surface chemistry are modified. Nevertheless, it allows to desorb the humidity adsorbed on the surface and reach an oxidation level similar to unaged treated samples.
Dans cet article, les effets du vieillissement hygrothermique et du traitement de surface par plasma atmosphérique sur un matériau composite tissé 3D en carbone/époxy-amine sont étudiés. L'objectif est d'étudier l'évolution de la surface des matériaux en termes de composition chimique et de morphologie. Le traitement plasma est appliqué sur des échantillons neufs et vieillis hygrothermiquement afin d'analyser sa contribution aux modifications et dégradations de surface. Il apparaît que le vieillissement hygrothermique a un comportement d'absorption irréversible provoquant une hydrolyse, une oxydation et des pertes de particules, ce qui modifie la chimie et la topologie de la surface. D'autre part, le plasma atmosphérique provoque une oxydation de la matrice. En effet, lorsqu'une réparation est nécessaire, la partie endommagée pourrait évoluer en raison de l'absorption d'humidité liée au vieillissement. Lorsque les fibres sont exposées, la topologie et la chimie de surface sont modifiées. Néanmoins, cela permet de désorber l'humidité adsorbée en surface et d'atteindre un niveau d'oxydation similaire aux échantillons traités non vieillis.
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hal-04007207 , version 1 (27-02-2023)

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Camille Gillet, Bouchra Hassoune-Rhabbour, Fabienne Poncin-Epaillard, Tatiana Tchalla, Valérie Nassiet. Contributions of atmospheric plasma treatment on a hygrothermal aged carbon/epoxy 3D woven composite material. Polymer Degradation and Stability, 2022, 202, pp.110023. ⟨10.1016/j.polymdegradstab.2022.110023⟩. ⟨hal-04007207⟩
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