La différence détaillée entre les élastomères et le caoutchouc

Les élastomères et le caoutchouc sont tous deux des matériaux hautement élastiques capables de se déformer de manière significative sous l'effet de forces externes, avec la capacité de revenir à leur forme d'origine une fois la force supprimée. Cependant, ils diffèrent considérablement en termes de structure, de performances et d'applications. Vous trouverez ci-dessous une analyse détaillée sous plusieurs angles, notamment les définitions, les types, les propriétés et les domaines d'application.

Définition et concepts de base

• Élastomères:Les élastomères sont un groupe de polymères qui présentent une élasticité élevée, ce qui signifie qu'ils peuvent s'étirer considérablement sous l'effet d'une force externe et revenir à leur forme d'origine une fois la force supprimée. Ils possèdent de longues chaînes moléculaires flexibles qui leur permettent de s'étirer et de se détendre facilement. Les élastomères comprennent notamment les caoutchoucs naturels, les caoutchoucs synthétiques et les élastomères thermoplastiques (TPE).
• Caoutchouc:Le caoutchouc est un type d'élastomère, faisant généralement référence au caoutchouc naturel (NR) ou au caoutchouc synthétique. La caractéristique du caoutchouc est sa capacité à subir une déformation réversible lorsqu'il est soumis à des forces externes et à revenir à sa forme d'origine une fois la force supprimée. La base du caoutchouc est sa structure en chaîne moléculaire, qui est généralement renforcée par vulcanisation (réticulation).

Structure moléculaire et élasticité

• Élastomères:Les élastomères ont généralement des chaînes moléculaires longues et flexibles. Ils peuvent s'étirer et se déformer de manière significative lorsqu'une force est appliquée, et une fois la force supprimée, ils reprennent leur forme d'origine. Les élastomères thermoplastiques (TPE) ont également l'avantage supplémentaire d'être recyclables : ils peuvent être chauffés et remodelés plusieurs fois. Le TPE a généralement une plage de résistance à la traction de 10 à 40 MPa et peut s'allonger jusqu'à 500%-700%.
• Caoutchouc:Le caoutchouc naturel a une structure cis qui lui permet de s'étirer considérablement. Une fois vulcanisées, les molécules de caoutchouc forment un réseau réticulé stable qui lui confère une élasticité supérieure. La résistance à la traction du caoutchouc naturel à 25°C est comprise entre 20 et 30 MPa, avec un allongement supérieur à 500%.

Types et applications

Élastomères:Il existe différents types d'élastomères, notamment :

• Élastomères thermoplastiques (TPE):Le TPE combine les propriétés du plastique et du caoutchouc, offrant une excellente flexibilité et une excellente aptitude au traitement. Il est largement utilisé dans l'automobile, l'électronique et les appareils médicaux. La dureté du TPE varie de 10 Shore A à 70 Shore D et présente une excellente résistance aux UV, une tolérance aux températures élevées et basses et une résistance chimique.
• Élastomères thermodurcissables:Ces élastomères sont généralement réticulés pendant le durcissement, ce qui les rend très durables et résistants aux températures élevées. Ils sont couramment utilisés dans les applications à haute résistance comme les machines industrielles et l'aérospatiale.
• Élastomères de polyuréthane (PU):Les élastomères de polyuréthane sont connus pour leur résistance exceptionnelle à l'abrasion, à la déchirure et à l'huile. Ils sont largement utilisés dans des applications telles que les bandes transporteuses, les semelles de chaussures et les produits à haute durabilité.

Caoutchouc:Les principaux types de caoutchouc comprennent :

• Caoutchouc naturel (NR):Provenant du latex de l'hévéa, le caoutchouc naturel présente une excellente élasticité et une excellente résistance à l'abrasion. Il est couramment utilisé dans la fabrication de pneus, de joints industriels et d'amortisseurs de vibrations.
• Caoutchoucs synthétiques:Il s'agit notamment du caoutchouc styrène-butadiène (SBR), du néoprène (CR), du caoutchouc nitrile (NBR) et d'autres, qui sont souvent plus rentables que le caoutchouc naturel et peuvent être conçus pour offrir des propriétés spécifiques. Le caoutchouc synthétique est largement utilisé dans les pneus, les joints, les tuyaux et diverses applications industrielles.

Comparaison des performances

Élastomères:

• Résistance à la traction:La résistance à la traction des élastomères varie en fonction du type. Le TPE a généralement une plage de résistance à la traction de 10 à 40 MPa et un allongement de 500% à 700%.
• Résistance à la température:Les élastomères thermoplastiques (TPE) peuvent généralement fonctionner dans une plage de températures allant de -50°C à +150°C. Les élastomères thermodurcissables offrent une résistance à la température encore plus élevée et peuvent supporter des températures allant jusqu'à +200°C.
• Résistance au vieillissement:Les TPE sont connus pour leur forte résistance aux UV, à l'ozone et à l'oxydation, ce qui signifie qu'ils conservent leurs propriétés physiques sur de longues périodes.

Caoutchouc:

• Résistance à la traction: Natural rubber typically has a tensile strength of 20-30 MPa, with elongation of over 500%. Synthetic rubbers' tensile strengths vary by type but generally range from 10-35 MPa.
• Résistance à la température:Le caoutchouc naturel peut résister à des températures de -50°C à +90°C, tandis que les caoutchoucs synthétiques peuvent fonctionner à des températures plus élevées, certains caoutchoucs hautes performances étant capables de résister jusqu'à +200°C.
• Résistance au vieillissement:Le caoutchouc naturel est plus sujet au vieillissement lorsqu’il est exposé aux rayons UV, à l’ozone et à la chaleur, tandis que les caoutchoucs synthétiques offrent généralement une meilleure résistance au vieillissement.

Processus de vulcanisation

Élastomères:

• Élastomères thermoplastiques (TPE):Les TPE ne nécessitent pas de vulcanisation car ils se ramollissent et peuvent être remodelés par chauffage. Cela leur confère une excellente aptitude au traitement et permet une efficacité de production accrue.
• Élastomères thermodurcissables:Ces matériaux nécessitent une vulcanisation pour former un réseau réticulé, améliorant leur résistance à la chaleur, leur dureté et leur résistance.

Caoutchouc:

• Caoutchouc naturel et synthétique:Les matériaux en caoutchouc nécessitent généralement une vulcanisation pour améliorer l'élasticité, la résistance et la résistance au vieillissement. Après la vulcanisation, le caoutchouc peut supporter des forces externes plus importantes tout en conservant son élasticité au fil du temps.

Applications

Applications des élastomères:

• Les TPE sont largement utilisés dans les pièces intérieures automobiles, les boîtiers d’appareils électroniques, les appareils médicaux, les équipements de sport et les appareils électroménagers en raison de leur flexibilité, de leur aptitude au traitement et de leur résistance à l’environnement.
• Les élastomères de polyuréthane sont utilisés dans les pneus, les bandes transporteuses, les semelles de chaussures, les amortisseurs de vibrations et les pièces de machines industrielles en raison de leur résistance à l'usure et de leur durabilité exceptionnelles.

Applications du caoutchouc:

• Le caoutchouc naturel est couramment utilisé dans les pneus, les élastiques, les joints et les amortisseurs de vibrations.
• Les caoutchoucs synthétiques se retrouvent dans les pneus automobiles, les tuyaux, les câbles électriques et les applications industrielles, où des caractéristiques de performance spécifiques sont requises.

Malgré leurs similitudes, les élastomères et le caoutchouc diffèrent considérablement en termes de composition matérielle, de caractéristiques de performance et de domaines d'application. Le caoutchouc désigne généralement le caoutchouc naturel ou synthétique, qui est un matériau de base dans les industries traditionnelles. Les élastomères, en revanche, englobent une gamme plus large de matériaux, notamment les élastomères thermoplastiques (TPE) et les élastomères de polyuréthane, qui offrent une meilleure aptitude au traitement, une meilleure résistance au vieillissement et un large éventail d'applications modernes. Ces matériaux conviennent à un plus large éventail d'industries, notamment l'automobile, l'électronique, la médecine et la fabrication, où les exigences de performance évoluent en permanence.