Nous les utilisons presque tous les jours : affiches, autocollants, rubans double face. Lorsque nous les appliquons sur une surface, ils adhèrent grâce au propriétés viscoélastiques du matériau adhésif et la qualité de contact entre l’adhésif et la surface. Cependant, comme aucune véritable liaison chimique ne se forme, lel’adhésion n’est pas permanente et avec le temps, elle tend à diminuer, au point que, tôt ou tard, l’affiche se détache. La cause, comme d’habitude, est scientifique et doit être recherchée dans la nature de la « colle », qui peut ne pas remplir sa fonction en raison d’une série de facteurs : de la dégradation du polymère (en pratique, sa structure « se casse »), jusqu’à la fatigue sous des charges répétées. L’âge contribue également à influencer la longévité de notre adhésif (vieillissement par contact) et les conditions environnementales, notamment la température et l’humidité qui peuvent accélérer la perte d’adhérence.
Comment les adhésifs adhèrent : la chimie des PSA
Les adhésifs utilisés dans les rubans double face ou les affiches sont appelés « Adhésifs sensibles à la pression (PSA) »matériaux qui adhèrent à une surface non pas par une réaction chimique, mais grâce à des interactions plus faibles activées par un légère pression. Pour être clair, l’adhésion est « activée » lorsque nous appuyons sur avec notre doigt le post-it que l’on veut accrocher au mur : si on le plaçait sans appuyer, il tomberait. Les PSA sont constitués de polymères avec propriétés viscoélastiques: ils sont solides, mais ils bougent – coulant entre eux – un peu comme s’ils étaient liquides. Cette fonctionnalité permet aux messages d’intérêt public de développer (comme le ferait une boisson renversée sur la table) sur la surface où nous les appliquons et de s’adapter « de manière élastique » même sur une surface qui n’est pas parfaitement lisse, comme le mur de la maison. La caution est due à forces d’attraction faibles entre l’adhésif et la surface qui vient amplifié précisément par la pression que nous appliquons. En substance, l’adhésion des PSA ne dépend pas d’une « liaison chimique » avec des liaisons fortes, mais de la combinaison entre viscoélasticité du matériau et contact physique étroit avec la surface.
Pourquoi les PSA perdent leur adhésivité avec le temps : les causes
Même s’ils vous permettent d’obtenir un excellent pouvoir adhésif sans réactions chimiques particulières ni efforts surhumains (après tout, une légère pression du doigt suffit), ils ne sont pas éternels. Vous avez peut-être vu votre poster préféré accroché dans votre chambre se détacher quand vous étiez petit : malheureusement, ce n’est qu’une conséquence inévitable due à la fois à la chimie des PSA et à l’environnement de notre pièce.
Dégradation du PSA
Commençons par la chimie des adhésifs eux-mêmes : au fil du temps, le matériau adhésif lui-même ça peut changer, se dégrader lentement. Les PSA sont des polymères et, comme d’autres matériaux de nature polymère, au fil du temps ils ont tendance à perdre partie des propriétés qui les caractérisent et qui leur permettent de présenter des propriétés adhésives. En science, on parle de « vieillissement » (vieillissement, tout comme les êtres vivants) des polymères, principalement dû à un modification de la structure du polymère au fil du temps.
Vieillissement des contacts
Un phénomène apparenté mais distinct est ce qu’on appelle « vieillissement de contact » (vieillissement par contact) ; non seulement la structure du PSA, mais aussi l’interface entre l’adhésif et la surface évolue avec le temps. En maintenant l’adhésif en contact avec une surface pendant de très longues périodes, les chaînes polymères peuvent réorganiser à l’interface avec la surface, modifiant progressivement la qualité du contact. Pour des adhésions prolongées, certaines chaînes polymères peuvent déménager dans différentes zonesaffectant le contact avec la surface, conduisant à un qualité d’adhésion différente de celui initial.
Fatigue due au stress
Même en l’absence de modifications majeures (comme des déchirures ou des chocs), un adhésif peut s’affaiblir progressivement au fur et à mesure qu’il est soumis à des contraintes. petites contraintes répétées. Il s’agit d’un phénomène appelé « fatigue » ou fatigue : micro-vibrations, petits mouvements de la surface… peut conduire à une rupture progressive des interactions faibles entre l’adhésif et la surface, avec propagation de microfissures à l’interface. Chaque cycle de « stress » produit une dégradation minime, mais à mesure qu’il s’accumule, il conduit à un échec lent et progressif.
Facteurs environnementaux : humidité, température
Enfin et surtout, l’environnement doit être pris en compte. En particulier, température et humidité ils peuvent accélérer la fragilisation d’un adhésif, même s’il ne subit pas de contraintes importantes ou d’usure excessive dans le temps. Plusieurs études montrent comment deux facteurs environnementaux influencent progressivement les propriétés des matériaux polymères :
- là température peut entraîner des modifications de la viscoélasticité du polymère, rendant l’adhésif plus mou ou cassant selon les conditions ;
- lehumidité peut être absorbé dans le matériau adhésif, modifiant leet propriétés de déformation et d’adhésion et favoriser la dégradation chimique du PSA.
Considérée dans son ensemble, la combinaison humidité-température fait partie des des causes plus incisives en raison de la perte de résistance mécanique de l’adhésif et de son pouvoir adhésif, accélérant les processus de dégradation, de vieillissement et de fatigue décrits ci-dessus. Faites donc attention à la façon dont nous stockons nos affiches, si nous ne voulons pas de mauvaises surprises !