Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Les élastomères fluorocarbonés sont synthétisés à partir d'un nombre limité de monomères organiques, principalement des entités fortement fluorées. Y sont associés d’autres constituants tels que des sites de vulcanisation, qui assurent l'aptitude à la réticulation, et du propylène qui facilite leur mise en œuvre. D’autres propriétés, liées essentiellement à la nature des constituants monomères, viennent caractériser ces élastomères, notamment une bonne tenue aux vieillissements thermiques, climatiques et une bonne résistance chimique. Cependant, les élastomères fluorocarbonés conservent un coût de revient élevé, pour cette raison, ils ne sont retenus que dans des applications de haute technicité.
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Michel BIRON : Ingénieur de l'Institut national supérieur de chimie industrielle de Rouen (INSCIR) et de l'Institut français du caoutchouc
INTRODUCTION
Les élastomères fluorocarbonés sont des co-, ter- ou tétrapolymères qui répondent à la formule générale : CmFnHp(X), dans laquelle le fluor constitue entre 64 et 70 % de l'élastomère et où X représente la présence éventuelle d'autres constituants tels que des sites de vulcanisation introduits pour assurer l'aptitude à la réticulation ou des propriétés particulières telles que, par exemple, la souplesse à basse température.
Les élastomères perfluorés sont des polymères qui répondent à la formule générale : CmFnX, où X représente la présence d'un polymère minoritaire tel que l'éther perfluorovinylique.
Les propriétés particulières des élastomères fluorocarbonés sont en général les suivantes :
-
bonne tenue aux différents types de vieillissement : thermique, climatique, UV, ozone ;
-
bonne résistance chimique sauf exceptions ;
-
comportement limité aux basses températures ;
-
prix élevé.
Évidemment, la nature des monomères et des systèmes de vulcanisation influent sur ces propriétés générales.
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Annexe. Tableau des résistances chimiques (extrait de la banque de données du logiciel ETEL)
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5. Applications
Tous les FKM, FEPM et a fortiori FFKM sont des élastomères de spécialité avec des prix élevés correspondant à leurs spécificités.
En conséquence, la sélection devra comporter plusieurs étapes :
-
la première doit cerner les besoins réels pour l'application envisagée et choisir les FKM, FEPM ou FFKM, si nécessaire, lorsque le rapport qualité/prix le justifie ;
-
la deuxième doit décider quelle famille est la mieux adaptée en se rappelant que les FFKM présentent presque toujours les meilleures propriétés mais au coût le plus élevé ;
-
la troisième doit tenir compte des points faibles éventuels de ces matériaux, très résistants mais qui ne sont quand même pas indestructibles, et décider éventuellement du choix de grades spéciaux optimisés pour telle ou telle propriété ou application.
Le tableau 17 regroupe des indications générales sur les trois familles d'élastomères fluorocarbonés mais des grades particuliers peuvent constituer des exceptions. D'autre part, certaines rubriques, par exemple la vapeur sans indication de pression et de température, sont sources d'imprécision.
De nombreux grades spéciaux concernent des propriétés ou des secteurs d'application, par exemple :
-
résistance aux bases, particulièrement les amines ;
-
tenue aux basses températures ;
-
applications thermiques ;
-
applications alimentaires et pharmaceutiques (FDA, USP) ;
-
haute pureté ;
-
résistance chimique optimale ;
-
faibles taux d'extractibles, faible génération de particules ;
-
applications plasma et déposition HDPCVD, PECVD, SACVD.
-
Raisons technicoéconomiques d'utiliser les élastomères fluorocarbonés
Les élastomères fluorocarbonés, vu leur prix élevé, ne sont utilisables que dans des applications de haute technicité justifiant un rapport qualité/prix intéressant en fin de vie.
-
Frais de maintenance, immobilisation de matériel et arrêts de production réduits
La défaillance des éléments d'étanchéité, par exemple des joints toriques en élastomère, est...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - TOURNUT (C.) - Élastomères fluorés. - [A 3 390], Techniques de l’Ingénieur, Base « Archives » (1990).
-
(2) - FULLER (R.E.) - Oilfield engineering with polymers - (2006).
-
(3) - DOBEL (T.M.) et al - * - ACS Rubber Division, paper 8, oct. 2003.
-
(4) - BIRON (M.) - Thermosets and composites. - Elsevier (2004).
Cette liste (tableau ) est non exhaustive. Par ailleurs, la normalisation étant en constante évolution, il appartient au lecteur de vérifier ces normes avant usage.
Afnor (Association française de normalisation) http://www.afnor.fr
DIN (Deutsche Institut für Normung)
WL Werkstoffhandbuch der deutschen Luftfahrt
HAUT DE PAGE2 Exemples de noms commerciaux et de producteurs
Le tableau indique quelques exemples de noms commerciaux et de producteurs d’élastomères fluoro- et perfluoro- carbonés.
Pour mémoire, rappelons l’existence d’un élastomère hybride organosilicone, le Sifel produit par Shin-Etsu.
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