Caoutchoucs

Le caoutchouc est le produit d’un processus de vulcanisation qui utilise du caoutchouc naturel, du caoutchouc artificiel ou un mélange des deux . La formulation est généralement composée d’environ 3 %de soufre incorporé avec divers additifs de procédé. Le caoutchouc en tant que matériau se caractérise par sa grande élasticité, ainsi que par sa résistance considérable aux effets nocifs des agents chimiques.

Caoutchouc naturel

La principale matière première du caoutchouc est le caoutchouc naturel , qui est structurellement un polyisoprène cis-1,4. On le trouve dans de nombreuses plantes sous forme de latex, un système colloïdal dans lequel la phase dispersée est principalement du caoutchouc naturel et le milieu de dispersion est de l’eau. En plus de ces composants, le latex contient également des acides gras, des lipides, des glucides et des minéraux. Les latex de différentes sources varient en composition et en teneur en composants individuels. Les plus grands producteurs de latex sont la Thaïlande, l’Indonésie, la Malaisie et l’Inde. Le latex naturel est obtenu à partir de la sève laitière pressée des plantes à caoutchouc. Le latex synthétique peut être un produit intermédiaire ou final dans la production de caoutchoucs synthétiques.

Caoutchoucs synthétiques

Ce groupe comprend tous les caoutchoucs obtenus par synthèse chimique. La production mondiale de caoutchoucs synthétiques est comparable en volume à celle du caoutchouc naturel. Les méthodes de synthèse utilisent principalement la polymérisation en émulsion et en solution. Les élastomères synthétiques les plus populaires sont :

Objectif général :

• Caoutchouc styrène-butadiène (SBR)
• Caoutchouc éthylène-propylène-diène (EPDM)
• Caoutchouc isoprène (IR)
• Caoutchouc butadiène (BR)

Objectif spécial :

• Caoutchouc chloroprène (CR)
• caoutchouc nitrile (-butadiène), (NBR)
• Caoutchouc butyle (IIR)

Objectif spécifique :

• Fluorosilicone (FVMQ)
• Fluorocarbures et dérivés (FKM)
• Nitrile hydrogéné (HNBR)

Industrie du caoutchouc

L’industrie du caoutchouc produit différents types de produits, les pneus et chambres à air représentant la plus grande part de la production mondiale, soit environ 60 %. 60 %de cette production sont des pneus pour voitures particulières et camionnettes et environ 26 %des pneus pour camions. Les autres applications comprennent : les tuyaux en caoutchouc, les bandes transporteuses, les chaussures, les articles techniques, les articles imprégnés (gants jetables), les textiles avec un support en caoutchouc et les adhésifs. Les propriétés du caoutchouc dépendent du type et de la quantité de composants utilisés dans le mélange de caoutchouc. En sélectionnant de manière appropriée les composants du mélange de caoutchouc, on peut obtenir du caoutchouc ayant différentes propriétés physiques et chimiques. La sélection des composants du mélange est effectuée afin d’obtenir un produit fini ayant les caractéristiques appropriées, qui comprennent :

• résistance à l’abrasion (caoutchouc de pneu) ;
• résistance aux hautes températures;
• résistance aux basses températures;
• retardateur de flamme;
• propriétés requises pour les matériaux utilisés dans l’industrie alimentaire, médicale, etc.

Composants en caoutchouc

Outre le caoutchouc ou un mélange de plusieurs caoutchoucs, le composé de caoutchouc est composé des composants suivants.

• Charges – augmentent considérablement la résistance du caoutchouc à l’abrasion ou améliorent sa résistance aux produits chimiques. Les charges actives jouent un rôle particulier dans le cas des caoutchoucs synthétiques, car les produits en caoutchouc dérivés de ce type de caoutchouc sont en pratique inutilisables. La raison en est la très faible résistance mécanique par rapport au caoutchouc naturel. La charge la plus courante dans l’industrie du caoutchouc est le noir de carbone, qui est le produit de la combustion incomplète du pétrole ou du gaz, combinée à une décomposition thermique et à la libération de carbone. Les noirs de carbone actifs et semi-actifs sont les plus couramment utilisés. Les types de four à haute abrasion et de four à super abrasion intermédiaire ont une très grande résistance à l’abrasion et empêchent l’accumulation de chaleur dans les pneus – ce sont des noirs de carbone actifs. Les types semi-actifs comprennent : les types de noir de carbone de four à extrusion rapide et de four à usage général pour l’extrusion rapide et pour les applications générales. Une charge tout aussi importante dans la conception des composés de caoutchouc est la silice. Comme le noir de carbone, elle augmente considérablement la résistance à l’abrasion du caoutchouc. Cependant, il présente des propriétés, à savoir : formation d’agglomérats de particules permanents, difficulté d’enrobage en caoutchoucs non polaires, forte adsorption des particules d’accélérateurs du système de vulcanisation. Il est donc nécessaire d’utiliser des activateurs (Polyglycols) et des agents de couplage conjointement à la silice. Le Groupe PCC dispose d’une gamme de polyoxyéthylène glycols (PEG) dédiée à l’industrie du caoutchouc sous la marque Polikol . Les produits dédiés comprennent Polikol 1500 Flakes , Polikol 4500 Flakes , Polikol 6000 Flakes et Polikol 8000 Flakes . Les produits peuvent se présenter sous forme de paillettes, mais aussi sous forme de poudre ou de pastille.

• Plastifiants – assurent une maniabilité adéquate du mélange de caoutchouc pour faciliter le traitement. Ils affectent également les propriétés mécaniques des composés non vulcanisés et vulcanisés. Selon le type de caoutchouc, des plastifiants d’origine synthétique (phtalates, téréphtalates) et ceux obtenus à partir du traitement du pétrole brut (huiles minérales : paraffiniques, naphténiques, aromatiques) sont utilisés. Le groupe PCC dispose d’une gamme de plastifiants spécialisés dans la série Roflex avec une fonction ignifuge. Parmi les plus efficaces en matière de réponse au feu, on trouve Roflex 50 / Roflex 65 etRoflex T70 . La plastification à basse température est efficacement assurée par Roflex T45 . Pour les formulations spécialisées à viscosité plus élevée et pour les applications sensibles à l’homme et à l’environnement, Roflex T70L est dédié. Les plastifiants de la gamme Roflex agissent en synergie avec les plastifiants conventionnels pour conférer d’excellentes propriétés mécaniques au produit fini.

• Retardateurs de flamme – produits chimiques qui réduisent l’inflammabilité des produits en caoutchouc. Parmi les plus importants, on trouve les hydroxydes d’aluminium et de magnésium, le trioxyde d’antimoine, la chloroparaffine et le polyphosphate d’ammonium. L’utilisation de ces additifs avec la gamme de plastifiants ignifuges Roflex offre la possibilité d’un effet synergique pour améliorer le profil d’inflammabilité des produits en caoutchouc.

• Système de réticulation – ensemble d’additifs destinés à modifier la structure du caoutchouc par la formation de ponts entre les chaînes de caoutchouc. La réticulation avec du soufre (vulcanisation) ou des oxydes et peroxydes métalliques est la plus courante. On utilise du soufre élémentaire ou polymère, et comme activateurs, par exemple l’oxyde de zinc associé à la stéarine. L’utilisation d’accélérateurs est importante : dithiocarbamates, thirames, thiazoles ou thiourées.

• Autres additifs – il s’agit d’un vaste groupe d’additifs qui modifient les propriétés spécifiques des composés de caoutchouc. On utilise des antioxydants, des anti-ozonants, des cires protectrices ou des colorants et des pigments . Parmi le groupe des antioxydants, on distingue les stabilisateurs thermiques , qui sont utilisés pour les mélanges qui ont tendance à se décomposer aux températures de traitement. La gamme de produits du groupe PCC comprend un certain nombre de ces produits – la série Rostabil . Ces additifs ont des propriétés antioxydantes et peuvent également agir comme stabilisateurs thermiques, empêchant la dégradation des composés de caoutchouc pendant le traitement.

Un groupe d’additifs très intéressant est celui qui confère des propriétés antistatiques en diminuant la résistance superficielle du produit fini. Le groupe PCC propose des agents antistatiques liquides sous le nom commercial EXOstat . Lorsqu’il est introduit en interne, cet additif migre vers la surface du produit, où il interagit avec l’humidité atmosphérique, réduisant la résistivité superficielle et permettant à la charge statique de se dissiper sur une longue période de temps.