Vulcanisation du caoutchouc

Qu'est-ce que la vulcanisation du caoutchouc ?

La vulcanisation est un processus chimique consistant à réticuler les molécules de caoutchouc avec une substance organique ou inorganique sous l’effet de la chaleur et de la pression.

En quoi consiste le processus de vulcanisation ?

Il existe deux types principaux de caoutchouc : le caoutchouc naturel et le caoutchouc synthétique. Le caoutchouc naturel est un polymère hydrocarboné élastique dérivé du latex, obtenu à partir de l’arbre à caoutchouc (Hevea Brasiliensis). Le caoutchouc synthétique, quant à lui, est un polymère artificiel fabriqué à partir de dérivés du pétrole brut. Il offre une meilleure résistance à la chaleur et au vieillissement que le caoutchouc naturel. Une large gamme de caoutchoucs synthétiques aux propriétés spécifiques (comme la résistance aux températures extrêmes) est disponible sur le marché.

À l’état brut, les deux types de caoutchouc sont collants, thermoplastiques, et présentent une faible élasticité et une faible résistance à la traction.

En 1839, Charles Goodyear découvre accidentellement la vulcanisation en renversant un mélange de caoutchouc, de soufre et d'autres substances sur une plaque chauffée, transformant ainsi le mélange en un matériau durci.

La vulcanisation est donc un processus technologique qui permet de transformer le caoutchouc brut en matériau élastique aux propriétés améliorées. Ce durcissement s’obtient par chauffage du caoutchouc en présence d’agents chimiques (comme le soufre, des accélérateurs, des activateurs comme l’oxyde de zinc et l’acide stéarique, et des retardateurs), à une température supérieure à 100 °C pendant une durée déterminée.

Vulcanisation au soufre

Le soufre est l’agent vulcanisant le plus utilisé. Il permet la création de liaisons soufre-carbone entre les chaînes de polymères. Plus la densité de réticulation est élevée, moins le caoutchouc est élastique. Des catalyseurs et des initiateurs sont souvent ajoutés pour accélérer ce processus.

Le durcissement permet au caoutchouc d’acquérir la forme et les propriétés souhaitées. Les paramètres essentiels sont : la température, la pression, le temps et la méthode de vulcanisation.

Outre le soufre, d’autres agents de réticulation comme les peroxydes ou les oxydes métalliques sont également utilisés, selon les propriétés finales recherchées. Il existe plusieurs méthodes : vulcanisation au soufre, aux peroxydes ou par rayonnement.

Le caoutchouc vulcanisé résiste mieux aux pressions, contraintes mécaniques et à l’usure. Il devient également plus élastique et conserve sa forme après étirement. Ce processus est une étape clé du moulage par injection du caoutchouc.

Propriétés du caoutchouc vulcanisé

La vulcanisation transforme le caoutchouc naturel et les élastomères en polymères réticulés, améliorant ainsi leurs performances mécaniques. Ce processus permet la création de liaisons croisées entre les chaînes de polymères, formant un réseau tridimensionnel. Un contrôle précis du processus garantit des propriétés mécaniques constantes.

Avantages du caoutchouc vulcanisé :

• Il reprend sa forme initiale après déformation

• Meilleure résistance à la pression et à l’étirement

• Grande élasticité

• Faible taux de déformation permanente

• Résistance accrue aux températures élevées et aux produits chimiques

• Résistance à l’ozone et aux intempéries

• Absorbe moins d’humidité

• Résistance à l’abrasion et à l’usure

• Longévité prolongée des produits en caoutchouc

• Stabilité thermique renforcée par l’ajout de soufre

Applications typiques du caoutchouc vulcanisé

Grâce à sa flexibilité et sa mémoire de forme, le caoutchouc vulcanisé est utilisé dans de nombreux secteurs industriels, notamment l'automobile, la construction et l’hydraulique.

Produits fabriqués à partir de caoutchouc vulcanisé :

• Tuyaux en caoutchouc

• Raccords flexibles

• Pneus

• Inserts

• Douilles

• Rondelles

• Chambres à air

• Amortisseurs

• Joints moulés

• Soupapes en caoutchouc

• Courroies transporteuses

• Courroies trapézoïdales

• Semelles de chaussures

• Joints toriques

• Joints d’étanchéité

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