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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Choix des élastomères2. Performances des élastomères
Dans ce paragraphe, quelques propriétés spécifiques des élastomères sont présentées pour faciliter la sélection d’un mélange destiné à une utilisation déterminée.
2.1 Tenue à la chaleur
La température limite de service d’un article en caoutchouc ne peut être séparée des conditions d’emploi. La durée de mise en température, le cycle d’application (continu ou discontinu), l’environnement (air, eau, huiles, ozone, etc.), le type de contraintes (statiques ou dynamiques) interviennent sur le comportement final du produit.
Dans les conditions courantes, en milieu aérobie, la dégradation commence à une température liée à la structure chimique de l’élastomère, mais elle peut être modifiée par l’addition au mélange d’agents de protection contre l’oxygène, l’ozone, la chaleur, propres à chaque type de mélange.
Le tableau 4 résume les valeurs limites de tenue à la chaleur de quelques élastomères (rétention des propriétés après 72 heures d’essai).
HAUT DE PAGE2.2 Tenue au froid
Le comportement des élastomères est lié à la mobilité des segments de chaînes moléculaires. En effet, si la température est maintenue assez longtemps, ces segments se rigidifient et entraînent une modification de l’état du polymère. Elle se produit à une température propre à chaque élastomère, dite de transition vitreuse (tg), où le matériau perd son caractère élastique et tend à cristalliser (tableau 1).
Le tableau 5 donne une approximation du comportement au froid de quelques élastomères, exprimé par la température de fragilité suivant un essai au choc.
La tenue au froid peut être améliorée par l’addition de plastifiants spéciaux (pétroliers ou de synthèse) mais parfois au détriment de la tenue à la chaleur.
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Performances des élastomères
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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