Le processus de vulcanisation est si répandu que même les profanes répondront sûrement au mot « vulcanisation » qui leur est familier. Cependant, peu de gens savent en quoi consiste ce processus et pourquoi il est important. Il est particulièrement important dans la réticulation des élastomères, qui sont ensuite utilisés pour fabriquer divers produits en caoutchouc, largement disponibles dans les magasins. Ils comprennent également l’un des joints les plus populaires, à savoir lesjoints toriques. Quels sont-ils, comment se forment-ils et qu’est-ce qui donne une couverture de soufre ou de peroxyde?

Quel est le processus de vulcanisation?

Bien qu’il puisse sembler que la vulcanisation soit un processus récemment connu, ce n’est pas vrai car l’histoire de cette découverte de ce processus remonte à la préhistoire. Le durcissement du caoutchouc était déjà connu à l’époque, même s’il ne ressemblait pas à la vulcanisation des temps modernes. Malgré un tel décalage dans le temps, la vulcanisation moderne n’a été découverte qu’au XVIIIe siècle, et elle n’a été affinée qu’au XIXe siècle. Il est difficile d’imaginer le monde actuel sans l’utilisation de caoutchouc, après tout, nous l’utilisons tous les jours – nous utilisons des pneus dans les voitures, nous portons des chaussures avec des semelles en caoutchouc, dans nos jardins nous avons des tuyaux en caoutchouc pour arroser les plantes, et de nombreuses industries utilisent tapis en caoutchouc et joints en caoutchouc sous forme, par exemple, de joints toriques.

Le processus de création du caoutchouc était déjà connu des Aztèques, qui obtenaient du latex de l’arbre Castilla Elastica disponible dans ces régions, puis le mélangeaient avec le jus obtenu à partir de vignes locales. C’est ainsi que le caoutchouc d’origine a été créé.

Avant que le processus de vulcanisation ne soit inventé et que le bon cuir durci au soufre, imbibé d’huile, était utilisé pour connecter deux pièces mobiles dans les machines. Vous n’avez pas à deviner que c’était une solution peu efficace, et aussi problématique. La vulcanisation a permis de connecter des éléments mobiles avec un matériau qui, après les processus se déroulant dans le fonctionnement de la machine, a pu reprendre sa forme d’origine, il ne s’agissait donc pas d’une pièce unique.

Le caoutchouc naturel qui n’a pas été durci est collant et extensible, et s’effrite à des températures plus basses. Pour éviter cela, un procédé de vulcanisation est utilisé, qui vise à éliminer la possibilité que les polymères se déplacent dans la chaîne par réticulation, c’est-à-dire – durcissement du caoutchouc, tout en lui conférant des propriétés lui permettant de retrouver son aspect d’origine. forme après déformation précédente sous l’influence de facteurs, par exemple mécaniques ou de température.

Le principal matériau utilisé dans le processus de réticulation est le soufre. Cependant, des matériaux tels que : les peroxydes, les réseaux uréthanes, les oxydes métalliques, l’acétoxysilane sont également utilisés.

Le côté chimique du processus de vulcanisation au soufre

La vulcanisation des élastomères dits traditionnels, ou matériaux communément appelés caoutchoucs, consiste en l’addition (addition) de soufre à des doubles liaisons chimiques entre les atomes de carbone, liaisons qui se produisent dans les molécules des caoutchoucs naturels et synthétiques. Ainsi, un à trois atomes de soufre se substituent à une double liaison rompue.

La réaction de réticulation du soufre se déroule généralement à 150°C dans des fûts spéciaux appelés calandres. Une pâte spéciale est appliquée sur ces fûts, constituée de soufre rhombique broyé mélangé à du caoutchouc. Ce processus peut être contrôlé afin d’obtenir des caoutchoucs d’élasticité différente, et donc de dureté et d’abrasion. Plus il y a de soufre ajouté, plus la réticulation est forte. Cela rend le matériau moins flexible, mais le caoutchouc résultant est caractérisé par une dureté et une résistance à l’abrasion considérables, ce qui est une caractéristique très souhaitable parmi les caoutchoucs en caoutchouc.

Le côté chimique du processus de vulcanisation avec des peroxydes

La vulcanisation est réalisée non seulement sur des élastomères traditionnels, tels que les caoutchoucs, mais également sur des silicones. Pour ce procédé, cependant, des peroxydes sont utilisés, pas du soufre. Il s’agit de modifier ou d’améliorer les propriétés de ces élastomères. Dans le processus de vulcanisation d’un matériau tel que le silicone, tous les composés avec deux groupes fonctionnels fonctionneront, tant que ces groupes ont la capacité de se fixer aux atomes de carbone dans la molécule d’élastomère au lieu d’une seule liaison rompue.

La vulcanisation peut également consister à assembler différents types de caoutchoucs formés lors de celle-ci. L’exemple le plus courant d’un tel processus est la réparation ou la reconstruction de pneus.

Que sont les joints toriques?

Lesjoints toriques EPDM sont des produits en caoutchouc spéciaux dont la tâche, en tant que produit d’étanchéité, est d’arrêter les fuites indésirables, par exemple certains liquides ou gaz (médias). Dans le même temps, les joints toriques sont l’une des méthodes d’étanchéité les plus populaires. En effet, les joints toriques (par exemple en caoutchouc EPDM) sont très faciles à installer et ne nécessitent pas beaucoup d’espace. Sans aucun doute, un grand avantage de l’utilisation de joints toriques est la possibilité de les utiliser à la fois statiquement et dynamiquement. Composé de divers types de caoutchouc (notamment EPDM), il peut être utilisé même à 150 C pendant très longtemps.

Les joints toriques sont des anneaux fermés de section circulaire. Ces dimensions sont décrites comme diamètre intérieur et diamètre de section. Les joints toriques sont constitués de différents types d’élastomères (EPDM, NBR, FPM), dont les plus populaires sont le caoutchouc EPDM, car il résiste à un grand nombre de facteurs.

Comment se forment les joints toriques réticulés au soufre?

Les joints toriques durcis au soufre sont fabriqués au cours du processus de vulcanisation sans soudure, c’est-à-dire de réticulation avec du soufre. Le caoutchouc EPDM réticulé devient plus dur, mais ce paramètre peut être modifié avec la quantité appropriée de soufre utilisé dans le processus de réticulation.

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Méthodes de production de joints toriques recouverts de soufre

Deux méthodes sont principalement utilisées pour la production de joints toriques, dont chacune dépend de plusieurs facteurs, dont la taille du joint torique et la quantité à produire dans une série donnée.

méthode de compression assez longue – dans cette méthode, l’élastomère (par exemple le caoutchouc EPDM) est inséré manuellement dans le moule, puis les deux parties sont fermées. Cette méthode ne convient pas à une production plus importante car elle prend beaucoup de temps. Il est le plus souvent utilisé pour la production de joints toriques aux dimensions non standard (plus grandes que celles habituellement disponibles) et en petit nombre en série.
méthode d’injection – automatisée et nettement plus efficace. Dans cette méthode, un élastomère (par exemple du caoutchouc EPDM) est forcé dans le moule avec une vis. La méthode est idéale pour la production de joints toriques de tailles plus petites et les plus courantes, qui peuvent être produits en série en grandes quantités.

Caoutchouc EPDM – propriétés

Parmi les nombreux élastomères disponibles sur le marché, le caoutchouc EPDM est l’un des plus fréquemment choisi car il résiste à de nombreuses conditions environnementales et climatiques défavorables. C’est pourquoi il est en tête par rapport à ses homologues, à l’instar des autres caoutchoucs à usage général (SBR, NBR). Le caoutchouc éthylène-propylène-diène est principalement résistant aux conditions météorologiques défavorables, notamment aux rayons UV et à l’ozone, à l’eau et à la vapeur, à l’humidité et aux produits chimiques.

Joints toriques EPDM réticulés avec du soufre durci et des peroxydes (peroxyde durci) – caractéristiques et application

Pour passer à l’utilisation de joints toriques en caoutchouc EPDM durci au soufre ou durci au peroxyde, il est nécessaire de se familiariser avec l’influence du processus de vulcanisation sur les propriétés que le caoutchouc, et donc le joint torique qui en est fait, vont ont. Selon le substrat qui sera utilisé pendant le processus de vulcanisation, le produit final, c’est-à-dire le caoutchouc EPDM, aura des propriétés différentes en termes de température de fonctionnement.

réticulation avec du soufre – le caoutchouc EPDM aura une plage de température de fonctionnement continu de – 45 degrés Celsius à +120 C.
réticulation avec des peroxydes – Le caoutchouc EPDM aura une plage de température de fonctionnement continue de – 45 degrés Celsius à +150 C.

Avantages des joints toriques EPDM

Les joints toriques EPDM en caoutchouc durci au soufre ou durci au peroxyde ont un certain nombre de propriétés souhaitées par leurs utilisateurs. Ils comprennent principalement:

large plage de température de fonctionnement continu (120 C – 150 C)
excellente résistance à l’ozone, aux rayons UV et à d’autres conditions météorologiques défavorables
bon coefficient de déformation permanente après compression
résistance à l’humidité, à la vapeur et à l’eau
résistance aux cétones, alcalis, solvants polaires, alcools
résistance aux liquides de frein à base de glycol (DOT 3 et 4) et à base de silicone (DOT 5)
résistance aux fluides hydrauliques ignifuges (HFD – R)
résistance au glycol, à l’acétone, à de nombreux acides organiques et inorganiques (à faibles concentrations), aux bases (et donc également à la plupart des agents de nettoyage, ce qui facilite grandement le maintien d’un tel joint torique)

A quoi les joints toriques EPDM ne résistent-ils pas?

Malgré une résistance élevée à de nombreux facteurs, les joints toriques EPDM ne résistent pas à certaines substances. Ils comprennent, sans s’y limiter :

Produits pétroliers, tels que les graisses, les huiles et les carburants – c’est là que le caoutchouc NBR travaille
solvants organiques
solvants non polaires
hydrocarbures aliphatiques et aromatiques – FPM / Viton fonctionnera mieux ici
acides concentrés

Néanmoins, le nombre de caractéristiques positives du caoutchouc EPDM le distingue définitivement des autres caoutchoucs disponibles sur le marché.

Application et assemblage de joints toriques EPDM

Les joints toriques sont le plus souvent utilisés dans les voitures en raison de la haute résistance aux liquides de frein à base de glycol (DOT 3 et 4) et à base de silicone (DOT 5) et pour les fluides hydrauliques ignifuges (HFD-R). De plus, dans la voiture, ils peuvent être utilisés dans : moteur, injecteurs, câble turbo, thermostat, volant, rétroviseur, dispositif d’allumage, boîtier de haut-parleur. Cependant, ce ne sont pas tous des endroits où vous pouvez trouver des joints toriques dans la voiture.

En plus des voitures, les joints toriques EPDM peuvent être trouvés dans les claviers d’ordinateur sous les touches, comme joints dans les robinets ou dans diverses machines et appareils industriels.

Installation de joints toriques EPDM

Les joints toriques eux-mêmes sont très faciles à installer, d’où leur popularité en tant que mastics. Cependant, vous devez vous rappeler quelques points lors de l’installation des joints toriques EPDM, afin de ne pas les endommager et en même temps de profiter de la longue durée d’utilisation. Voici quelques conseils utiles pour l’installation des joints toriques EPDM:

Les joints toriques ne doivent pas être utilisés pour sceller des bords tranchants (risque de dommages), ni pour le montage d’outils tranchants et durs. Le joint torique étant assez sensible aux arêtes vives, il est recommandé de les émousser ou de les arrondir avant l’assemblage.
vous devez vous assurer que le type de joint torique que vous avez acheté précédemment, afin de ne pas utiliser le mauvais type lors de l’assemblage
aucune saleté ou autre résidu ne doit être laissé dans la rainure ou le joint torique
Les joints toriques ne doivent pas être collés car il existe un risque de durcissement du matériau
pour tous les caoutchoucs, à l’exception de l’EPDM, il convient d’utiliser des huiles et graisses de montage adaptées à la résistance du matériau ;
le joint torique ne peut pas être poussé à travers les trous
la résistance du matériau du joint torique aux agents de nettoyage doit être vérifiée ; dans le cas du caoutchouc EPDM, un tel joint torique sera résistant à la plupart des agents de nettoyage en raison de leur composition (principalement les bases auxquelles ce type de caoutchouc est résistant)
lors du montage, le joint torique peut être étiré de 20% du diamètre intérieur, à condition que l’étirage soit de courte durée

Selon la norme ISO 2230, les joints tels que les joints toriques peuvent être stockés pendant 5 à 10 ans, selon le matériau qui les compose. Comme le caoutchouc EPDM résiste à de nombreux facteurs différents, auxquels d’autres élastomères font bien pire, un joint torique en caoutchouc EPDM peut être stocké avec succès jusqu’à 10 ans. Vous devez vous rappeler de ne pas exposer ces produits à des températures extrêmes et à une humidité supérieure à 70 %, ainsi qu’à l’oxygène ou à l’ozone. Par conséquent, la meilleure solution est de stocker ce type de produit dans des emballages ou des conteneurs scellés.

Joints toriques EPDM: Soufre Cured (soufre réticulé)