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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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Propriétés générales
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2. Mise en œuvre
Les élastomères fluorocarbonés doivent être formulés par addition d'agents de vulcanisation, accepteurs d'acide, charges, agents de mise en œuvre et autres. La réticulation est obtenue par action de la chaleur.
Différents schémas industriels coexistent :
-
la formulation peut être pratiquée par les transformateurs ;
-
la formulation peut être pratiquée par les producteurs qui livrent des prémélanges pour la transformation par moulage, extrusion, etc. ;
-
pour quelques produits particulièrement difficiles à transformer, le producteur assure la formulation, la mise en forme et la vulcanisation pour livrer des pièces finies.
Pour les produits standards, les techniques conventionnelles de transformation des élastomères sont utilisables :
-
moulage par compression, transfert, injection... ;
-
extrusion ;
-
calandrage...
La formulation, de même que pour les autres élastomères, peut conduire à des propriétés sensiblement différentes comme le montre le tableau 1 concernant la vulcanisation des FKM avec des systèmes aux diamines, bisphénols et peroxydes. Les caractéristiques sont cotées de 1 (faible ou peu adapté) à 5 (excellent ou particulièrement adapté).
Une post-vulcanisation en étuve à circulation d'air est souvent nécessaire : par exemple, 5 h à 24 h entre 200 et 250 oC. La DRC peut ainsi être considérablement améliorée, passant de 35 % en sortie de moule à 18 % après 5 h de post-vulcanisation à 204 oC.
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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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