Présentation
Auteur(s)
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Pierre MARTINON : Ingénieur de l’École supérieure de chimie industrielle de Lyon (ESCIL) et de l’Institut français du caoutchouc (IFC) - Directeur général honoraire du Laboratoire de recherche et de contrôle du caoutchouc et des plastiques (LRCCP)
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’utilisation des élastomères dans diverses industries telles que l’automobile, l’aéronautique, l’aérospatiale, les transports, le bâtiment, les mines, les machines-outils, la pétrochimie, etc., est soumise à de nombreux et sévères cahiers des charges, spécifications, normes, exigeant un large ensemble de propriétés :
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bon comportement aux diverses températures ;
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inertie vis-à-vis des fluides agressifs (huiles, graisses, solvants, etc.) et des produits chimiques (acides, bases, sels, etc.) ;
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résistance à l’ozone et aux intempéries ;
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hautes propriétés mécaniques (rupture, déchirement, abrasion, etc.) ;
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bon vieillissement dans les conditions de service envisagées.
Or, s’il est relativement facile de répondre à telle ou telle exigence, il est plus compliqué de satisfaire simultanément un ensemble de propriétés parfois incompatibles, tout en respectant le rapport qualité/prix lié à l’utilisation envisagée. On conçoit que le formulateur devra trouver des solutions de compromis pour répondre à une demande précise.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de avr. 1994 par Pierre MARTINON
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Performances des élastomères1. Comparaison des principales propriétés des élastomères courants
On dispose actuellement d’une large diversité d’élastomères de base (cf. tableau de nomenclature) et d’ingrédients permettant au chimiste du caoutchouc d’infinies possibilités de formulations.
Les tableaux 1, 2 et 3 donnent la comparaison des principales propriétés des élastomères courants, mettant en évidence le comportement très différent de ces derniers dans diverses conditions de service. Les valeurs indiquées sont simplement indicatives pour une formulation courante, l’optimisation doit être recherchée pour respecter les cahiers des charges imposés.
Les propriétés mécaniques sont difficilement quantifiables, d’où la cotation F à TB qui donne une approximation de l’échelle des valeurs obtenues en fonction de la formulation.
pour la résistance à la traction on peut faire une approche comme ci-dessous :
F : < 10 MPa
P : 10 à 15 MPa
B : 15 à 20 MPa
TB : > 20 MPa
Par contre, les résistances au déchirement, à l’abrasion, etc., qui sont très liées à la résistance à la rupture, ne peuvent entrer dans un classement aussi sommaire.
Les valeurs données dans les tableaux correspondent à des formulations utilisées par les auteurs (cf. Bibliographie en [Doc K 380]), et sont indicatives pour chaque classe d’élastomères. Elles pourraient varier pour d’autres formulations. En effet, pour une formulation donnée, les résultats en service peuvent varier sensiblement en fonction de l’environnement, de la forme de la pièce, des épaisseurs de paroi (phénomènes de diffusion dans la matière), du type de mise en œuvre au cours de la fabrication, du renforcement éventuel par d’autres matériaux (cas des composites, par exemple). Enfin, les élastomères peuvent être mélangés entre eux, sous réserve de compatibilité,...
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Comparaison des principales propriétés des élastomères courants
ANNEXES
1.1 Capacités de production et consommation
Bien que certains chiffres de production soient estimés, le total mondial de 6,4 millions de tonnes de caoutchouc naturel correspond assez bien à la réalité, en 1996.
Les capacités de production d’élastomères synthétiques, estimées à près de 13 millions de tonnes, concernent de nombreux pays, producteurs ou non de pétrole. Ces capacités dépassent largement la demande actuelle de l’ordre de 10 millions de tonnes par an.
La disponibilité des divers élastomères naturels ou de synthèse ne pose pas de problèmes particuliers. Si les caoutchoucs naturels sont d’origine végétale et renouvelable, par contre, tous les synthétiques et la plupart des ingrédients (carbon black, agents de protection et de vulcanisation, plastifiants, etc.) proviennent du pétrole et sont, de ce fait, soumis à des variations de prix et d’approvisionnement que l’on a connues dans un passé récent. Certains produits d’origine minérale (craie, kaolin, silice, etc.) proviennent d’exploitation nationale et sont facilement obtenus.
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