Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
Les nouvelles réglementations qui visent à restreindre l’utilisation des prétraitements à base de chrome hexavalent, fortement toxique, ont contribué au développement des revêtements anticorrosion préparés par voie chimique ou électrochimique. La formation de films par polymérisation électrochimique à partir de précurseurs monomères en solution conduit, selon la nature des monomères, à des films polymères isolants ou conducteurs et que ces derniers peuvent aussi être obtenus par voie chimique. Les polymères conducteurs sont sans conteste les plus prometteurs en termes de protection anticorrosion.
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François-Xavier PERRIN : Ingénieur de l’École nationale supérieure de synthèses de procédés et d’ingénierie chimiques d’Aix-Marseille (ENSSPICAM) - Maître de conférences au Laboratoire matériaux à finalités spécifiques (MFS) de l’université du Sud Toulon-Var
INTRODUCTION
Ce dossier vise à faire le point sur les tendances actuelles en matière de revêtements anticorrosion préparés par voie chimique ou électrochimique. La forte activité tant académique qu’industrielle dans ce domaine est, en particulier, conditionnée par les nouvelles réglementations qui visent à restreindre l’utilisation des prétraitements à base de chrome hexavalent, fortement toxique.
L’exposé est consacré à la formation de films par polymérisation électrochimique à partir de précurseurs monomères en solution. Nous verrons que cette technique conduit, selon la nature des monomères, à des films polymères isolants ou conducteurs et que ces derniers peuvent aussi être obtenus par voie chimique. La discussion portera principalement sur les polymères conducteurs qui sont sans conteste les plus prometteurs en termes de protection anticorrosion.
Nous développerons notamment les différentes stratégies de synthèse et les différents paramètres de mise en œuvre permettant le contrôle de la structure des films ainsi que leur mode d’action vis-à-vis de la corrosion.
Les revêtements considérés peuvent être appliqués sur une grande variété de substrats métalliques mais nous centrerons notre discussion sur les substrats ferreux et les alliages d’aluminium, particulièrement concernés par les risques de corrosion et les nouvelles législations en matière de chrome (VI).
Le lecteur intéressé par le développement de nouvelles technologies de traitements de surface sans chromates pourra aussi consulter le dossier suivant du même auteur :
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Électropolymérisation des monomères vinyliques
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1. Polymérisation électrochimique (ou électropolymérisation)
1.1 Principe
Parmi les voies électrochimiques de dépôt de films polymères sur des substrats métalliques, on distingue :
-
l’électrodéposition d’espèces polymères chargées préformées par migration électrophorétique, suivie de leur électrocoagulation [17] ;
-
la polymérisation électrochimique. Apparue dans les années 1950, cette méthode consiste en la polymérisation amorcée à l’électrode d’un monomère en solution. Les monomères sont, dans ce cas, des composés portant des fonctions susceptibles de s’oxyder ou de se réduire directement à l’électrode (électropolymérisation directe) ou par l’intermédiaire d’une espèce électro-initiée (électropolymérisation indirecte).
Le schéma réactionnel théorique de ces deux types de réaction est proposé ci-dessous dans le cas où la réaction est amorcée à la cathode :
1.2 Méthode de dépôt
Une cellule d’électrolyse à deux ou trois électrodes, compartimentée ou non, est en général utilisée. Lorsque c’est possible (produits formés à la contre-électrode ne perturbant pas les réactions à l’électrode de travail ou dépôt d’un film polymère sur la contre-électrode), il est préférable d’utiliser une cellule non compartimentée, tout diaphragme entraînant une augmentation de la résistance électrique dans la cellule. Un montage à trois électrodes (électrode de travail, contre-électrode et électrode de référence) sera préféré lorsqu’un contrôle du potentiel de l’électrode est nécessaire. L’électropolymérisation est effectuée le plus souvent à potentiel constant (mode potentiostatique), à courant constant (mode galvanostatique) ou par balayage linéaire en potentiel. La méthode galvanostatique permet un meilleur contrôle de la consommation d’énergie mais, contrairement...
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Polymérisation électrochimique (ou électropolymérisation)
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MENGOLI (G.), MUSIANI (M.M.) - * - Electrochimica Acta, 31 (2), p. 201 (1986).
-
(2) - MARSH (J.), SCANTLEBURY, LYON (B.) - * - Journal of Applied Polymer Science, 59, p. 897 (1996).
-
(3) - MENGOLI (G.), MUSIANI (M.M.), FURLANETTO (F.) - * - Journal of the Electrochemical Society, 137, p. 162 (1990).
-
(4) - AEIYACH (S.), LACAZE (P.C.), HEDAYATULLAH (M.), PETITJEAN (J.) - * - Itodys-Sollac, brevet no 9315395 (1995) étendu à USA-Japon.
-
(5) - SUNDARESAN (N.S.), BAKAK (S.), POMERANTZ (M.), REYNOLDS (J.R.) - * - Journal of the Chemical Society Chem. Commun., p. 621 (1987).
-
(6) - RACICOT (R.), BROWN (R.), YANG (S.C.) - * - Synthetic Metals, 85, p. 1263 (1997).
-
...
ANNEXES
* - [Brev1] KINLEN (P.J.), DING YIWEI, KONCKI (K.F.) (Zipperling Kessler and Co). – Synthesis and applications of intrinsically conductive polymer salts of polyphosphonic acids in anti-corrosion coatings. WO9925778, All. (27 mai 1999).
* - [Brev2] SHIMIZU (S.), UZAWA (M.), SUGAMA (N.) (Nitto Chemical Industry Co Ltd). – Corrosion-preventing composition containing soluble conductive polymer and method for preventing corrosion. JP 10176123, JP (30 juin 1998).
* - [Brev3] KINLEN (P.J.), LAWLESS (L.M.), MENON VINOD (P.) (Mc Donnell Douglas Corp). – Anodically formed intrinsically conductive polymer-aluminium oxide composite as a coating on aluminium. US2004020784, EU (05 févr. 2004).
* - [Brev4] WESSLING (B.) (Ormecon Gmbh). – Article with a coating of electrically conductive polymer and process for production thereof. US2006019090, All. (11 janv. 2006).
* - [Brev5] CALVO (EJ.), BOSSI (M.L.), BRONSTEIN (L.A.), BARBERO (C.A.), TREVANI (L.N.), PEREZ (T.E.), CASTRO (P.). – Method of using intrinsically conducting polymers with inherent lubricating properties, and a composition having an intrinsically conducting polymer for protecting metal surfaces from galling and corrosion. WO2005080644 (01 sept. 2005).
HAUT DE PAGE
CECCHETTO (L.) - Réalisation et études de films minces de polyaniline en tant que couche de protection anti-corrosion d’alliages base aluminium. - Université de Grenoble (2002).
Thi Le Yen Nguyen - Élaboration de films de polypyrrole par électropolymérisation sur un substrat fer et caractérisation de leurs propriétés de protection contre la corrosion. - Université...
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