Il existe tellement de types de caoutchoucs disponibles sur le marché qu'il peut être difficile de trouver le bon. Voici donc un article simple sur les 15 caoutchoucs les plus couramment utilisés, leurs propriétés et leurs applications.
Propriétés du caoutchouc
Le caoutchouc est un matériau unique pour plusieurs raisons. Il peut être mou ou dur, solide ou liquide, souple ou rigide, et bien plus encore. Seule une poignée de matériaux peuvent égaler la polyvalence du caoutchouc ; même dans ce cas, certaines applications ne peuvent pas fonctionner sans caoutchouc.
Voici une petite liste de différents types de propriétés du caoutchouc et de leur importance.
1. Élasticité
L'élasticité est la propriété d'un matériau de revenir à son état d'origine après avoir subi une force de compression ou de traction. Une élasticité plus élevée signifie que le matériau peut se déformer et reprendre sa forme d'origine. En bref, l'élasticité est une mesure de l'élasticité d'un matériau. Cette propriété peut être observée dans plusieurs matériaux, notamment les élastomères (caoutchouc), les métaux et les plastiques.
Cependant, le caoutchouc est de loin le plus élastique de tous les matériaux. L'élasticité est nécessaire pour l'espace industriel ; de nombreux produits comme les tuyaux, joints et joints nécessitent des matériaux élastiques comme le caoutchouc. Une bonne élasticité est la raison pour laquelle les matériaux en caoutchouc sont principalement utilisés dans les tuyaux, les joints et les joints.
Le caoutchouc tire son élasticité de sa composition moléculaire distincte. Il est constitué de longues chaînes polymères enchevêtrées les unes dans les autres. Ces chaînes peuvent être tirées et poussées mais finissent par revenir à leur état d'origine.
2. Vulcanisation
Vulcanisation est un processus chimique utilisé pour renforcer les matériaux en caoutchouc. Le caoutchouc est mis dans un four avec du soufre et chauffé à environ 280°F à 320°F. L'ajout de chaleur entraîne l'encastrement des atomes de soufre entre les chaînes moléculaires du caoutchouc.
Caoutchouc vulcanisé a une meilleure dureté et résistance à la traction, ce qui se traduit par une élasticité accrue, une bonne résistance à l'abrasion et une excellente résistance aux intempéries.
3. Contraction thermique
Contraction thermique est la diminution du volume de matière due à un changement de température. Les matériaux réagissent différemment aux changements de température ; les métaux se contractent avec la diminution de la température, mais le caoutchouc se contracte avec l'augmentation de la température. Lorsque la chaleur est appliquée à un matériau en caoutchouc, les longues chaînes moléculaires s’enroulent et se rétrécissent.
La contraction thermique n'est pas idéale, mais elle est préférable à la dilatation thermique. Une augmentation de volume peut provoquer des interférences avec les composants voisins d'un produit. Une diminution de volume peut entraîner des contraintes mineures, plus faciles à gérer.
4. Isolation
L'isolation est la propriété d'un matériau d'empêcher la circulation de la chaleur ou du courant électrique à travers celui-ci. Le caoutchouc naturel et synthétique est un isolant du courant électrique sous toutes ses formes. Cependant, la résistance à la chaleur du caoutchouc peut varier d'un isolant complet à un conducteur faible.
Les propriétés d'isolation phonique font du caoutchouc un matériau souhaitable pour les composants à l'intérieur de l'électronique.
5. Ensemble de compression
A ensemble de compression mesure la déformation du matériau après une exposition à long terme à une contrainte de compression. Dans les produits en caoutchouc, une déformation rémanente à la compression est utilisée pour mesurer la quantité de matériau qui ne reprend pas sa forme originale.
Le caoutchouc est couramment utilisé dans les joints, les joints et les joints toriques, de sorte qu'un mauvais jeu de compression peut affecter le fonctionnement à long terme de l'appareil.
6. Résistance à l'eau et à l'air
Le caoutchouc naturel et tous les caoutchoucs synthétiques ont une structure non poreuse, ce qui lui confère une excellente imperméabilité. La résistance à l’eau et à l’air permet aux caoutchoucs naturels et synthétiques d’être utilisés dans diverses applications hydrauliques et pneumatiques.
Caoutchoucs synthétiques hermétiques comme les silicones de qualité alimentaire sont souvent utilisés dans l'industrie alimentaire pour l'emballage. Alors que le caoutchouc naturel est souvent utilisé dans les joints et joints de plomberie.
7. Durabilité
Le caoutchouc est un matériau résilient qui peut résister à des niveaux de stress élevés. Cependant, avec une vulcanisation et des formulations chimiques appropriées, le caoutchouc peut être modifié pour résister à des environnements encore plus difficiles.
Le caoutchouc a une bonne résistance à l'abrasion, une résistance aux basses températures, une résistance aux flammes et une résistance modérée à la déchirure.
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Types courants de matériaux en caoutchouc
Deux catégories principales de matériaux en caoutchouc sont disponibles sur le marché : le caoutchouc naturel et le caoutchouc synthétique. Le caoutchouc naturel est de la sève d'arbre traitée provenant des hévéas. Le caoutchouc synthétique est une catégorie entière pleine de différents types de matériaux en caoutchouc.
Au total, il existe environ 40 types de caoutchouc naturel et synthétique, et voici une liste des types de caoutchouc les plus courants que vous devez connaître.
Caoutchouc naturel (NR)
Le caoutchouc naturel est connu sous de nombreux noms, notamment latex, caoutchouc indien, caoutchouc gomme ou caoutchouc amazonien, mais les attributs essentiels sont les mêmes. La sève organique est collectée sur les hévéas et transformée en caoutchouc naturel utilisable. Le caoutchouc naturel a une excellente résistance au stress et à la fatigue, en plus de son jeu de compression décent et de sa résistance à la déchirure.
Les caoutchoucs naturels ont de bonnes propriétés mécaniques et thermiques mais sont particulièrement sensibles à la plupart des produits chimiques. Les huiles, carburants, acides, alcalins et amines ne doivent pas être directement associés à un matériau en caoutchouc naturel. Par conséquent, le caoutchouc naturel est souvent mélangé à d’autres composés pour plus de résistance.
Il est souvent utilisé pour des applications à température ambiante comme les élastiques, pneus, amortisseurs de vibrations, joints et joints. Avec l’ajout de certains composés fortifiants, il peut être utilisé pour les applications de toiture, de revêtement de sol et d’adhésifs.
Caoutchouc styrène-butadiène (SBR)
Le caoutchouc styrène-butadiène est une famille de composés de caoutchouc créés à partir d'une combinaison de styrène et de butadiène. Le caoutchouc styrène-butadiène est le caoutchouc synthétique le plus complexe et le plus durable parmi tous les autres. Développé en 1929 par un chimiste allemand, il a été principalement utilisé tout au long de la Seconde Guerre mondiale pour les pneus d'automobile et divers autres produits en caoutchouc.
Le caoutchouc styrène-butadiène (SBR) partage plusieurs propriétés matérielles avec le caoutchouc naturel. Il affiche une meilleure durabilité mais fait partie des types de caoutchouc qui résistent aux dommages chimiques et environnementaux.
Aujourd’hui, près de la moitié de tous les pneus automobiles dans le monde sont fabriqués à partir de caoutchouc styrène-butadiène. De plus, vous pouvez trouver ce matériau dans vos semelles de chaussures, vos planches à découper en caoutchouc et votre toiture.
Le caoutchouc de silicone (VMQ)
Le silicone naturel (Si) est traité avec du carbone (C), de l'oxygène (O) et de l'hydrogène (H) pour créer un élastomère synthétique appelé caoutchouc de silicone. Le caoutchouc de silicone non durci existe sous forme liquide et nécessite une vulcanisation, un durcissement et parfois une catalyse pour se transformer en solide. Le silicone possède l’ensemble de propriétés matérielles le plus diversifié de tous les autres caoutchoucs.
Il a une bonne résistance aux flammes, une excellente résistance aux produits chimiques et aux basses températures, et des performances environnementales importantes. Les carburants et les solvants chimiques sont une grande menace pour les caoutchoucs de silicone.
Le caoutchouc naturel est utilisé dans plusieurs industries, du médical à l’automobile. Il est utilisé pour les produits médicaux biocompatibles et les produits alimentaires hypoallergéniques. De plus, vous pouvez trouver des caoutchoucs de silicone dans les lubrifiants et adhésifs synthétiques.
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Caoutchouc fluorosilicone (FVMQ)
Le fluorosilicone est une forme modifiée de caoutchouc de silicone conçu pour être durable et stable à des températures extrêmes. C'est l'un des types de caoutchouc les plus chers et il est utilisé avec parcimonie pour les produits à usage général.
Le FVMQ améliore les mauvaises propriétés physiques et la résistance à l'abrasion de tous les silicones ordinaires. Son seul défaut est la perméabilité aux gaz moyennement faible et la cétone.
En raison de son coût élevé, le FVMQ est inutilisable pour des articles simples comme les élastiques et les semelles de chaussures. Au lieu de cela, il est souvent utilisé pour les joints et les joints dans certaines pièces d'ingénierie et les configurations de liquide de frein hydraulique.
Caoutchouc nitrile (NBR)
Le caoutchouc nitrile est un élastomère synthétique présentant une résistance chimique accrue. Il est également appelé caoutchouc nitrile butadiène, caoutchouc acrylonitrile-butadiène, NBR et Buna-N et est une marque commerciale sous Perbunan, Nipol, Krynac et European. Le caoutchouc nitrile a été développé dans les années 1940 comme l'un des premiers élastomères résistants à l'huile.
Le NBR a une résistance relativement faible aux changements thermiques pour un composé de caoutchouc synthétique. Selon la configuration, il aura également une mauvaise résistance aux flammes. Mais tous les défauts du NBR sont compensés par sa résistance à l’ozone, au carburant et à l’huile. De plus, le nitrile peut être mélangé avec du PVC pour une meilleure résistance au vieillissement, à l'essence, à l'ozone et aux flammes.
Par conséquent, il est largement utilisé dans les industries automobile et pétrolière et gazière. Les chambres à air, les joints et les joints en caoutchouc nitrile sont couramment utilisés dans les réservoirs d'essence des véhicules. Pour les applications médicales, le nitrile est la première option pour les gants chirurgicaux.
Caoutchouc nitrile hydrogéné (HNBR)
Hydrogénation est l’ajout de molécules d’hydrogène à un composé. Le HNBR est un produit de l'hydrogénation du butadiène dans le caoutchouc nitrile. L'hydrogénation entraîne une plus grande résistance aux huiles et aux produits chimiques mais, plus important encore, des températures de fonctionnement plus élevées.
Matériau HNBR a les mêmes propriétés physiques modérées, résistance à l'abrasion et résistance aux huiles de pétrole que le NBR.
Le caoutchouc nitrile hydrogéné est également utilisé pour des applications hautes performances telles que les équipements de forage pétrolier et les moteurs.
Caoutchouc polychloroprène (CR/Néoprène®)
Le caoutchouc néoprène est composé d'un liquide volatil et incolore appelé chloroprène. Le chloroprène est l'un des plus anciens types de caoutchouc, conçu depuis les années 1930. La société DuPont a déposé le nom de marque Néoprène pour son composé de caoutchouc, qui est devenu synonyme de caoutchouc polychloroprène.
Le caoutchouc néoprène a une résistance à l'huile décente, une excellente résistance chimique et moins de sensibilité à la dégradation et à la corrosion. Il s'agit d'acides faibles à concentrés, d'alcalis et de quelques solvants chimiques.
Le caoutchouc néoprène est utilisé dans les joints haute pression, les tuyaux, les adhésifs, les coupe-froid, les masques de sécurité commerciaux et industriels et les vêtements de sports nautiques. Les maillots de bain et les combinaisons de plongée sont généralement fabriqués à partir de néoprène pour leur excellente imperméabilité.
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Caoutchouc butyle (IIF)
Le caoutchouc butyle (ou caoutchouc butyle isobutylène isoprène) est un élastomère synthétique avec une perméabilité aux gaz exceptionnellement faible parmi tous les différents types de caoutchouc.
Le caoutchouc butyle a une excellente résistance chimique; il peut résister aux acides concentrés, aux alcalins et à l’alcool. De plus, le caoutchouc butyle possède d’excellentes propriétés à basse température et une excellente résistance à l’ozone.
Le caoutchouc butyle est utilisé dans plusieurs applications, mais il est fortement préféré pour les produits d'étanchéité et les joints d'étanchéité à l'air. Vous pouvez également trouver du caoutchouc butyle dans les semelles de chaussures, les pneus de voiture, les chambres à air et le bubble-gum.
Caoutchouc éthylène propylène (EPDM)
Le caoutchouc EPDM est l'un des caoutchoucs synthétiques les plus difficiles et les plus résistants. Il est couramment utilisé comme mousse de caoutchouc pour des avantages supplémentaires de rembourrage et d'isolation.
Il a une bonne résistance à l'abrasion, des propriétés thermiques et physiques, des capacités d'imperméabilisation et d'isolation. Le caoutchouc EPDM est particulièrement résistant aux carburants, aux solvants et aux huiles à base de pétrole.
Le caoutchouc EPDM est principalement utilisé pour les applications extérieures telles que les tuyaux d'arrosage, les joints de porte de garage et les paillassons. Il est souvent recherché pour ses propriétés d'isolation et d'insonorisation dans l'industrie automobile.
Caoutchouc de polyuréthane (UP)
Le polyuréthane est un groupe de polymères contenant des composés organiques cousus ensemble par des liaisons carbonées. C'est un composé hautement inflammable et est souvent mélangé avec d'autres éléments.
Les propriétés du caoutchouc PU dépendent principalement de la forme et de la forme. Il a généralement une bonne résistance à la corrosion et à l'abrasion mais est sensible aux huiles à base de pétrole.
La plupart des caoutchoucs de polyuréthane sont fabriqués à partir de mousses de caoutchouc et recouverts d'un matériau différent. Les meubles sont l'utilisation la plus courante des mousses de polyuréthane, car elles couvrent une large gamme de produits. Les coussins, les oreillers, les sièges, les vêtements, les chaussures et les tapis sont tous en polyuréthane.
Les deux types de caoutchouc les plus courants en polyuréthane sont le polyéther (EU) et le polyester (AU).
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Fluoroélastomère (FKM/Viton®)
FKM est connu sous quelques noms, tels que caoutchouc fluorocarboné, fluoroélastomère ou Viton. C'est un matériau incroyablement dense avec une teinte brun verdâtre. Le FKM est un matériau rare et rarement vu en dehors des applications industrielles.
Il résiste aux carburants, aux huiles minérales, aux acides, aux alcools et aux solvants. De plus, le FKM possède l'une des spécifications de température de fonctionnement les plus élevées. C'est le matériau en caoutchouc le plus robuste, sensible uniquement à certains produits chimiques.
Le FKM est principalement utilisé dans les machines hautes performances, comme les véhicules et les équipements industriels. Les joints toriques automobiles, les joints, les tuyaux et les gants de protection industriels sont souvent fabriqués à partir de FKM.
Caoutchouc polyacrylique (ACM)
ACM est un élastomère spécialisé conçu pour avoir un excellent carburant et résistance à l'huile. Comme il s’agit d’un matériau spécialisé, il est rare dans les applications générales.
Il a une excellente résistance à l'ozone, à la chaleur et à l'huile, ce qui le rend idéal pour une utilisation dans les blocs moteurs.
Les joints ACM, les joints toriques, les courroies et les joints se trouvent dans la plupart des sections à haute température d'un moteur de voiture. Il peut également être utilisé comme ingrédient pour les mastics de qualité industrielle et les revêtements protecteurs.
Caoutchouc éthylène-acrylique (EA/Vamac®)
Le caoutchouc EA est un matériau automobile courant, souvent connu sous son nom de marque Vamac. De tous les différents types de caoutchouc, EA se distingue par sa résistance aux températures extrêmes et aux effets environnementaux.
Le caoutchouc éthylène acrylique a une faible résistance aux carburants et est sensible à divers produits chimiques. Il est couramment utilisé dans les joints automobiles, les joints, les joints toriques, les câbles et l'isolation des connecteurs haute tension.
Épichlorhydrine (ECO/Hydrine®)
Parmi les nombreux types de caoutchouc, ECO se distingue par son excellente résistance aux intempéries. Il est similaire au nitrile mais offre des améliorations essentielles en termes de résistance chimique et de températures de fonctionnement.
L'épichlorhydrine a des propriétés matérielles décentes, mais sa résistance aux carburants, aux huiles et aux solvants est nettement meilleure. Il est utilisé dans l'industrie automobile pour les joints toriques, les joints et les joints. Dans le commerce, vous pouvez trouver du caoutchouc ECO dans les pneus des rollers.
Caoutchouc
Le caoutchouc mousse n'est pas un type de matériau en caoutchouc mais un facteur de forme pour le caoutchouc naturel et les caoutchoucs synthétiques. Il combine un matériau en caoutchouc avec un agent moussant pour créer une structure matricielle avec de minuscules bulles d'air se propageant à travers elle.
Les propriétés physiques du caoutchouc mousse dépendent du caoutchouc de base utilisé dans la fabrication. Il est couramment utilisé pour l'isolation des murs et le rembourrage des matelas, des chaises, des coussins et des canapés.
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Caoutchouc naturel ou synthétique
Le caoutchouc naturel convient généralement à la plupart des applications. Mais à mesure que l’on s’oriente vers des équipements performants, le caoutchouc naturel, les défauts des caoutchoucs naturels deviennent évidents. De nombreux véhicules, instruments et équipements modernes nécessitent des matériaux plus robustes, durables et résilients. Vous trouverez ci-dessous une comparaison entre des composés de caoutchouc naturels et du caoutchouc synthétique fabriqué en laboratoire.
| Matières | Élasticité | Durabilité | Jeu de compression | Résistance à l'abrasion | Résistance au déchirement |
|---|---|---|---|---|---|
| Caoutchouc naturel | Haute | Haute | Excellent | Great | Excellent |
| SBR | Moyenne | Haute | Great | Excellent | Variable |
| Silicone | Haute | Faible | Variable | Bon | Bon |
| FVMQ | Faible | Faible | Bon | Mauvais | Bon |
| NBR | Moyenne | Haute | Great | Great | Great |
| HNBR | Faible | Haute | Great | Great | Excellent |
| CR | Haute | Haute | Bon | Excellent | Excellent |
| IIR | Haute | Haute | Bon | Great | Great |
| EPDM | Haute | Moyenne | Variable | Great | Great |
| PU | Haute | Haute | Bon | Excellent | Excellent |
| FKM | Faible | Moyenne | Great | Great | Great |
| ACM | Faible | Moyenne | Bon | Bon | Bon |
| EA | Haute | Haute | Bon | Great | Excellent |
| ECO | Haute | Moyenne | Great | Great | Excellent |
En ce qui concerne les propriétés physiques, le caoutchouc naturel est toujours le roi. Cependant, certains synthétiques se rapprochent ou dépassent les performances des caoutchoucs naturels. C'est pourquoi nous voyons encore de nombreux fabricants et fournisseurs opter pour l'option naturelle.
| Matières | Acides | Alcalis | Combustibles | Huiles | solvants |
|---|---|---|---|---|---|
| Caoutchouc naturel | Bon | Bon | Mauvais | Mauvais | Mauvais |
| SBR | Équitables | Équitables | Mauvais | Mauvais | Mauvais |
| Silicone | Équitables | Équitables | Mauvais | Mauvais | Mauvais |
| FVMQ | Great | Great | Excellent | Great | Excellent |
| NBR | Équitables | Équitables | Bon | Excellent | Great |
| HNBR | Équitables | Équitables | Great | Great | Mauvais |
| CR | Great | Équitables | Équitables | Équitables | Équitables |
| IIR | Great | Great | Mauvais | Mauvais | Mauvais |
| EPDM | Excellent | Excellent | Mauvais | Mauvais | Mauvais |
| PU | Équitables | Équitables | Bon | Great | Mauvais |
| FKM | Great | Équitables | Excellent | Excellent | Excellent |
| ACM | Mauvais | Équitables | Great | Excellent | Bon |
| EA | Bon | Bon | Équitables | Mauvais | Mauvais |
| ECO | Équitables | Équitables | Great | Excellent | Great |
La comparaison de la résistance chimique brosse un tableau très différent. Presque tous les caoutchoucs, naturels et synthétiques, luttent contre la plupart des produits chimiques. Bien que cela puisse sembler être une correspondance égale entre les caoutchoucs naturels et synthétiques, il est légèrement favorisé d'un côté. Les caoutchoucs synthétiques luttent également contre les produits chimiques, mais offrent une gamme de choix de matériaux beaucoup plus complète qu'une option réaliste. De plus, certaines options synthétiques sont de loin supérieures dans certaines situations.
| Matières | Du froid | Moocall Heat | Flamme | Perméabilité aux gaz | Ozone | Eau |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Caoutchouc naturel | Bon | Mauvais | Bon | Bon | Mauvais | Excellent |
| SBR | Bon | Mauvais | Mauvais | Équitables | Mauvais | Great |
| Silicone | Excellent | Excellent | Bon | Mauvais | Excellent | Excellent |
| FVMQ | Great | Great | Excellent | Équitables | Excellent | Excellent |
| NBR | Bon | Mauvais | Mauvais | Bon | Équitables | Great |
| HNBR | Bon | Bon | Mauvais | Bon | Great | Great |
| CR | Bon | Mauvais | Équitables | Équitables | Great | Équitables |
| IIR | Bon | Bon | Mauvais | Bon | Excellent | Great |
| EPDM | Bon | Bon | Mauvais | Équitables | Great | Excellent |
| PU | Bon | Mauvais | Équitables | Great | Excellent | Équitables |
| FKM | Mauvais | Excellent | Great | Great | Excellent | Excellent |
| ACM | Bon | Great | Mauvais | Great | Great | Excellent |
| EA | Bon | Bon | Mauvais | Excellent | Excellent | Great |
| ECO | Bon | Équitables | Équitables | Excellent | Great | Bon |
Enfin, nous voyons une défaite apparente pour le caoutchouc naturel. Bien qu'ils aient montré une résistance moyenne à la plupart des effets environnementaux, les synthétiques l'ont laissé dans la poussière. À quelques exceptions près, presque tous les caoutchoucs synthétiques ont surpassé leur homologue naturel. Outre la résistance à l'eau, les caoutchoucs naturels ne pouvaient pas rivaliser avec les options synthétiques. La résistance à la température et à l'ozone sont des propriétés souhaitables pour toutes les applications de caoutchouc extérieures, et les options synthétiques offrent un meilleur choix global.
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Conclusion
Les caoutchoucs sont de nature et de propriétés physiques très diverses. Si les caoutchoucs naturels offrent généralement d’excellentes propriétés, ils sont surpassés par les caoutchoucs synthétiques dans la plupart des situations. Chaque type de caoutchouc possède d'autres sous-types et formulations qui renforcent les attributs individuels.
Lorsque vous sélectionnez un matériau pour vos projets, portez une attention particulière aux propriétés individuelles. Demandez ensuite au fabricant d’affiner les matériaux pour répondre à vos tolérances.
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