Une analyse détaillée : que sont la vulcanisation et le caoutchouc vulcanisé ?

Vous pouvez remonter les âges pour trouver l'utilisation de produits en caoutchouc. Cependant, le caoutchouc était vulnérable aux conditions météorologiques extrêmes. Par conséquent, il devenait fragile lorsque les saisons changeaient. Cela a poussé des générations à trouver un moyen de rendre le caoutchouc plus robuste et durable.

Table des matières

Ainsi, le processus de vulcanisation a vu le jour. La majorité du caoutchouc que nous utilisons aujourd'hui provient du processus de durcissement par vulcanisation. Le caoutchouc vulcanisé a une large gamme d'applications, y compris les pneus automobiles, les joints industriels et les semelles de chaussures, entre autres. Apprenons comment le processus de vulcanisation a été introduit et ce qu'il fait !

Qu'est-ce que la vulcanisation ?

Vulcanisation est un processus qui nécessite une combinaison de caoutchouc brut et de soufre dans un bain. La prochaine étape nécessite de chauffer la combinaison. Cela améliore la résistance et l’élasticité du caoutchouc par rapport à l’état d’origine. Les caoutchoucs vulcanisés les plus courants comprennent caoutchouc styrène-butadiène (SBR) et polyisoprène (caoutchouc naturel). 

Il y a plus dans le processus !

caoutchouc vulcanisé

En ce qui concerne le processus de durcissement par vulcanisation lui-même, vous trouverez différentes techniques. Par exemple, le soufre seul n'offre pas un processus rapide. Par conséquent, l'ajout d'additifs sous forme d'accélérateurs, d'activateurs et de retardateurs est essentiel pour compléter le processus.. Cela rend le processus de durcissement par vulcanisation plus efficace même à des températures plus basses. 

De plus, les additifs aident également à réduire la quantité de soufre requise dans le processus. Ceci, à son tour, permet une sortie de caoutchouc vulcanisé plus durable avec un meilleur vieillissement et de meilleures propriétés mécaniques. 

Mais pourquoi le processus ci-dessus a-t-il lieu? Pour comprendre, il faut apprendre les fondamentaux du caoutchouc brut naturel et synthétique :

Caoutchouc naturel 

Caoutchouc naturel

Typiquement, caoutchouc naturel a moins d'odeur et une plus grande résistance que les caoutchoucs synthétiques. Cependant, le caoutchouc naturel ne peut pas supporter des températures extrêmes sous sa forme brute. De plus, le caoutchouc naturel provient du latex de l'hévéa qui produit le caoutchouc. S'il existe des centaines de plantes productrices de caoutchouc, le caoutchouc naturel que nous utilisons provient principalement de l'arbre à caoutchouc Hevea Brasiliensis.

Caoutchouc synthétique

Contrairement au caoutchouc naturel, les caoutchoucs synthétiques résistent mieux aux conditions météorologiques extrêmes. De plus, sa durée de vie est comparativement plus longue. De plus, les caoutchoucs synthétiques constituent une excellente alternative pour les personnes allergiques aux protéines du caoutchouc naturel. 

Ainsi, environ 70 % du caoutchouc utilisé aux États-Unis aujourd'hui est synthétique. Quant à son origine, le caoutchouc synthétique provient de polymères artificiels. Ces polymères sont les sous-produits du pétrole. 

Alors, pourquoi avons-nous besoin de la vulcanisation ? Eh bien, le caoutchouc naturel et synthétique ne se révèle pas suffisamment précieux à l’état brut. C’est pourquoi la vulcanisation a été introduite pour les transformer en produits plus robustes et résistants. 

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Qui a inventé la vulcanisation ?

vulcanisation du caoutchouc

Les indigènes d'Amérique centrale et d'Amérique du Sud utilisent des produits en caoutchouc depuis des siècles. Cependant, ils ont rencontré des problèmes lorsque le produit en caoutchouc ne pouvait pas supporter des conditions météorologiques extrêmes. Viennent les années 1830. Des efforts ont commencé pour développer des produits en caoutchouc plus robustes et plus fermes. 

Avance rapide jusqu'en 1839, Charles Goodyear, un Américain, a découvert le processus de durcissement par vulcanisation, où il a ajouté du soufre au caoutchouc et l'a chauffé. Cela a abouti à un caoutchouc plus décisif qui a également conservé son élasticité. Ainsi, le monde a trouvé une solution au caoutchouc souple sous la forme de caoutchouc vulcanisé, qui a ensuite été utilisé dans des conditions météorologiques extrêmes. 

Au fil des ans, de plus en plus d'experts ont ajouté leurs contributions au processus à la suite de Charles Goodyear. Ainsi, nous avons des produits en caoutchouc complexes, élastiques, solides et résistants à l'abrasion qui fonctionnent bien mieux que le caoutchouc sous sa forme brute. 

Le processus de vulcanisation

Maintenant, concentrons-nous sur processus de durcissement par vulcanisation, qui comprend plusieurs étapes. 

Première étape:

Tout d'abord, du caoutchouc ou du caoutchouc synthétique sous sa forme brute est ajouté à un bain de soufre. Ce bain contient également des additifs qui aident à accélérer le processus. De plus, les fabricants ajoutent également des pigments de couleur à ce stade s'ils veulent que le produit final en caoutchouc soit d'une couleur particulière. 

chambre de vulcanisation

Deuxième étape:

Une fois que tout est en ordre, il est temps de mouler le caoutchouc dans la forme souhaitée. Cependant, comme l'ajout de soufre et d'autres additifs le rend plus résistant et plus élastique, le moulage du caoutchouc vulcanisé n'est pas facile. 

Troisième étape:

En conséquence, la chaleur entre en contact avec le mélange, accélérant le processus et facilitant le moulage du caoutchouc. Pour cela, la température monte jusqu'à 300 à 400 degrés Fahrenheit. Après avoir atteint ce niveau de température, le caoutchouc vulcanisé moulé doit être retiré de la chambre et laissé refroidir. 

caoutchouc chauffant et additifs

Additifs de vulcanisation

Comme discuté, le processus de durcissement par vulcanisation nécessite un agent de durcissement. Depuis l'époque traditionnelle, le soufre a été utilisé comme agent de durcissement des joints. Chaque partie de soufre nécessite environ 100 parties de caoutchouc. Cependant, comme le soufre n’accélère pas le processus, les fabricants utilisent souvent des additifs tels que des acides gras et des oxydes métalliques. L'oxyde métallique le plus courant est l'oxyde de zinc.

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Qu'est-ce que le caoutchouc vulcanisé ?

Caoutchouc vulcanisé est classé par la catégorie des élastomères. Ce type de caoutchouc passe par le processus biochimique, la vulcanisation, pour le rendre plus durable. Pour cela, du soufre et d'autres additifs sont ajoutés au latex laiteux de l'hévéa puis chauffés. Le résultat produit un caoutchouc beaucoup plus résistant avec de multiples applications dans notre vie quotidienne. 

Quant aux utilisations et avantages des caoutchoucs vulcanisés, ils sont innombrables. Nous discuterons des deux sections séparément pour vous donner une meilleure idée de la façon dont le caoutchouc vulcanisé a changé la façon dont nous mettons en œuvre et utilisons les produits en caoutchouc. 

Utilisations du caoutchouc vulcanisé

utilisations du caoutchouc vulcanisé

Le caoutchouc vulcanisé est généralement mieux protégé contre l’abrasion que le caoutchouc traditionnel. Le caoutchouc vulcanisé peut être utilisé dans une multitude d’industries. Vous pouvez les trouver dans presque tous les autres produits que vous utilisez. Même les ordinateurs portables que nous utilisons ont des pieds en caoutchouc pour éviter les glissements. Peut-être que l'utilisation la plus populaire du caoutchouc vulcanisé est dans l'industrie du pneu. Tous les pneus de véhicule que vous voyez sur la route utilisent du caoutchouc vulcanisé avec l'ajout de noir de carbone pour ajouter une plus grande résistance. 

Cependant, l’industrie du pneumatique n’est pas la seule à utiliser du caoutchouc vulcanisé. De nombreuses autres industries utilisent principalement des produits en caoutchouc. Il s'agit notamment de tuyaux en caoutchouc, de semelles de chaussures, de gommes, d'amortisseurs, de joints toriques, de joints d'étanchéité, pieds en caoutchouc, coussinets isolants, caoutchouc joints, oeillets, bandes transporteuses, etc. 

Avantages du caoutchouc vulcanisé

Même si la vulcanisation rétrécit le caoutchouc solide, elle fait toujours plus de bien que de mal. Par exemple, cela rend le caoutchouc plus complexe et moins sujet aux déformations. De plus, le caoutchouc gagne également en résistance à la traction, ce qui lui permet de conserver sa forme d'origine même sous haute pression. Voici quelques autres avantages remarquables offerts par la vulcanisation du caoutchouc : 

  • Excellente résistance à l'abrasion et à l'oxydation : l'ajout d'additifs rend le caoutchouc naturel ou synthétique plus résistant à l'oxydation et à l'abrasion. Par conséquent, il devient plus utile dans des conditions extérieures. 
  • Isolation électrique améliorée : un autre avantage de la vulcanisation du caoutchouc comprend l'isolation électrique. Étant donné que le caoutchouc devient plus difficile et plus ferme, il empêche le flux électrique, ce qui en fait un excellent isolant. 
  • Absorption d'eau faible : le moins collant et plus ferme aide également à garder les liquides à l'extérieur. Ainsi, le caoutchouc vulcanisé entraîne également une faible absorption d'eau, ce qui le rend idéal pour les produits d'étanchéité.
  • Haute résistance à la traction : cela permet au caoutchouc de conserver sa forme d'origine même après avoir été étiré. Par conséquent, cela le rend plus durable et plus durable. En conséquence, cela minimise les coûts de remplacement car le caoutchouc dure assez longtemps.
  • Résilience aux conditions météorologiques extrêmes : c'était la principale raison pour laquelle la vulcanisation était recherchée. Ainsi, aujourd'hui, la vulcanisation transforme le caoutchouc en un matériau hautement résistant qui peut résister à des conditions climatiques extrêmement froides et torrides. 
  • Résistant aux solvants organiques : La vulcanisation permet également d'utiliser le caoutchouc dans des applications avec des solvants organiques. Auparavant, c'était un problème car le caoutchouc brut était trop fragile pour résister à n'importe quel solvant. 

Qu'en est-il de l'éco-convivialité du caoutchouc vulcanisé ?

Respect de l'environnement du caoutchouc vulcanisé

Le caoutchouc vulcanisé offre plus de résistance à la décomposition que le caoutchouc brut naturel. Cependant, des études ont montré la possibilité de biodégradation du caoutchouc vulcanisé. Pour cela, un bac de compostage chaud doit être utilisé. 

De plus, malgré sa résistance à la décomposition, le caoutchouc vulcanisé apporte plus de bien à l'environnement. Comment? Eh bien, la remise à neuf et la réutilisation des produits en caoutchouc vulcanisé se produisent dans le monde entier. En conséquence, ils ne sont presque jamais gaspillés. Un bon exemple consiste à utiliser de vieux pneus en caoutchouc comme tapis de bétail ou asphalte. 

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Conclusion 

Pour conclure, le processus de durcissement par vulcanisation a changé la façon dont nous utilisons les produits en caoutchouc aujourd'hui. Il a révolutionné l'industrie du caoutchouc, permettant aux produits en caoutchouc de jouer un rôle essentiel dans presque toutes les autres industries. Par conséquent, vous rencontrerez diverses opportunités commerciales, en particulier compte tenu des utilisations, des avantages et du respect de l'environnement du produit. 

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