Matériaux élastomères de types A à Z
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ACM
Les élastomères ACM procurent une excellente résistance à la chaleur ; ils peuvent généralement être utilisés à des températures de 150 °C (jusqu’à 175 °C pendant des périodes limitées). Ils présentent une résistance élevée à l’oxygène, à l’ozone et aux huiles industrielles. La résistance à l’eau est généralement médiocre ; la déformation permanente à la compression et la flexibilité à basse température dépendent du choix du polymère de base et du compoundage. Les élastomères ACM sont principalement utilisés lorsqu’une combinaison de résistance à la chaleur et aux huiles est requise.
AEM
Les matériaux en caoutchouc AEM présentent une combinaison inhabituelle de propriétés physiques ; résistance élevée à la chaleur (jusqu’à 175 °C), excellente résistance à l’ozone et aux intempéries, résistance moyenne aux huiles minérales, flexibilité à basse température jusqu’à -30 °C, bonne résistance à l’eau chaude et résistance à la traction élevée. Les utilisations des AEM sont similaires à celles des élastomères ACM, mais avec un avantage en ce qui concerne la flexibilité à basse température. Ils sont généralement moulés en joints toriques, bottes et gaines de câble de démarrage.
AU / EU
Ces élastomères présentent généralement une excellente résistance à la traction et résistance à la déchirure et à l’abrasion et procurent une excellente protection contre l’oxygène et l’ozone (sauf dans les climats chauds, en raison du risque plus élevé d’attaque microbiologique des types AU et des ultraviolets dans le cas des types EU. Les élastomères EU présentent une meilleure flexibilité à basse température (généralement -35 °C) et les deux types d’élastomères ont une excellente résistance aux rayonnements à haute énergie (106 Rads).
Les caoutchoucs polyuréthane sont utilisés lorsqu'une résistance élevée à l’abrasion et aux huiles et solvants est nécessaire, par exemple, pour les joints et garnitures hydrauliques, les diaphragmes, les tuyaux, les patins à roulettes et les roues de skateboard. Dans toutes les applications, il faut prendre en compte l’hydrolyse et la résistance limitée à la chaleur.
CR
Les matériaux d’étanchéité CR affichent généralement une bonne résistance à l’ozone, au vieillissement thermique et aux produits chimiques. Bonne résistance aux réfrigérants, aux hydrocarbures aliphatiques, aux huiles et graisses minérales. Nom commercial : Néoprène™ (DuPont)
Les caoutchoucs chlorobutadiène contiennent du chlore dans le polymère pour réduire la réactivité à de nombreux agents oxydants, ainsi qu’aux huiles et au feu. Les élastomères CR ont également une bonne résistance à la fissuration à l’ozone, au vieillissement thermique et aux attaques chimiques. Certaines des applications importantes des élastomères CR incluent les courroies trapézoïdales, les tissus enduits, les gaines de câble, les flancs de pneus, les joints et les garnitures en contact avec des fluides frigorigènes, des produits chimiques doux et l’ozone de l’atmosphère.
CSM
Les catégories d’élastomères CSM contiennent 24-43 % de chlore procurent une excellente résistance à l’ozone et aux intempéries, à la décoloration par le soleil et par la lumière ultraviolette, une résistance élevée à de nombreux produits chimiques oxydants et corrosifs, une bonne résistance à la chaleur sèche jusqu’à 150 °C, une faible inflammabilité et perméabilité aux gaz ainsi qu’une bonne résistance à l’eau chaude (lorsqu’ils sont durcis avec de l’oxyde de plomb).
Les propriétés à basse température sont généralement limitées et dépendent de la teneur en chlore de la catégorie d’élastomère CSM utilisée, et la déformation rémanente après compression n’est pas très bonne. Les élastomères CSM sont généralement utiles dans les applications électriques, les membranes résistantes aux intempéries, les tuyaux et les revêtements de réservoirs résistants aux acides.
ECO
Les élastomères ECO sont généralement résistants aux températures élevées, aux huiles, à l’ozone et aux flammes avec une résistance aux gaz comparable à celle des NBR. La plage de températures pour un usage en continu va de -40 °C à +120 °C, mais ils ne sont généralement pas adaptés aux liaisons caoutchouc-métal (elles sont corrosives pour les métaux) Les élastomères ECO peuvent être utilisés dans les joints, les garnitures, les diaphragmes, les gaines de câbles, les courroies etc. dans de nombreux milieux. Cependant, ils ne sont pas adaptés pour être utilisés avec les cétones et les esters, les alcools, les fluides hydrauliques à base d’ester phosphorique, les gaz acides, l’eau et la vapeur.
EPDM
Les élastomères EPDM présentent une bonne résistance à la traction et une excellente résistance aux intempéries, à l’ozone et aux attaques de produits chimiques. Ils présentent également d’excellentes propriétés d’isolant électrique. Les élastomères polymérisés au peroxyde présentent un excellent vieillissement thermique et une plus grande résistance à la déformation rémanente après compression entre -40 et +150 °C si polymérisés au soufre. Ils sont résistants à une large gamme de milieux, notamment l’eau chaude et la vapeur jusqu’à 200 °C (en l’absence d’air), mais ils ne sont pas considérés comme étant compatibles avec les lubrifiants minéraux et synthétiques et les hydrocarbures. Ils sont généralement utilisés dans la production de joints pour les fenêtres et les portes, d’isolation des fils et des câbles, de plaques et de tuyaux d’étanchéité, ainsi que de joints, de joints toriques et de garnitures.
FFKM
C’est l’élastomère le plus résistant chimiquement disponible et c’est effectivement une forme de caoutchouc de PTFE. Il affiche d’autres propriétés qui s’avèrent des plus utiles dans des applications où la pureté, les hautes températures et le maintien de la force d’étanchéité sont primordiaux.
FKM/FPM
Les matériaux d’étanchéité FKM présentent une résistance exceptionnelle à la chaleur, aux intempéries, à l’ozone, à l’oxygène et aux oxydants avec une perméabilité aux gaz très faible. Les matériaux d’étanchéité FKM de PPE comprennent des catégories de copolymères, de terpolymères et des tétrapolymères et des systèmes de polymérisation au bisphénol et au peroxyde.
Les élastomères FKM sont des polymères hautement fluorés contenant quelques ingrédients de compoundage. Ils sont stables à très hautes températures (ils peuvent supporter indéfiniment une température de 200 °C / 400 °F en service). En comparaison, les élastomères conventionnels deviennent fragiles en 24 heures à cette température dans l’air. Les vulcanisats de FKM présentent, en général, une résistance exceptionnelle à l’oxygène, l’ozone, les intempéries, les flammes et les produits chimiques oxydants, ainsi qu’une excellente résistance au gonflement dans un large éventail de milieux. Cependant, ils ne sont pas compatibles avec les solvants polaires (par exemple le M.E.K.), certains acides organiques (par exemple l’acide formique), certains fluides hydrauliques à base de méthanol et d’ester (par exemple le Skydrol), l’ammoniac et certains amines. Ils conviennent aux environnements de rayonnements à haute énergie jusqu’à environ 106 Rads. Des catégories spéciales de FKM peuvent être requises pour des applications dans de l’eau chaude et de la vapeur.
Les élastomères FKM présentent une résistance élevée à la déformation rémanente après compression s’ils sont mélangés à des systèmes de polymérisation au bisphénol. Ils sont généralement utilisables jusqu’à -30 °C, mais les catégories spéciales (telles que le Endura® V91A) procure une étanchéité efficace jusqu’à -45 °C. Les propriétés d’isolation électrique ne sont pas particulièrement exceptionnelles, mais conviennent pour les revêtements où une résistance à des températures élevées, à l’ozone, aux produits chimiques et au feu est nécessaire (par exemple, les joints d’arbre, les joints toriques et les garnitures, les diaphragmes et les gaines de câbles).
Copolymère, Terpolymère ou Tétrapolymère
Les matériaux fluoroélastomères ou fluorocarbonés (FKM/FPM) sont disponibles en trois types généraux en fonction de leur teneur en fluor et du nombre de monomères contenus dans le polymère :
| Type | Teneur en fluor | Avantages/Inconvénients |
| Copolymère (A/E) | 65 - 65,5 % | Contient deux monomères (molécules simples à partir desquelles les polymères sont élaborés). Utilisation générale, le plus commun, le plus largement utilisé pour l’étanchéité. Meilleure résistance à la déformation rémanente après compression et très bonne résistance aux fluides. Souvent appelé catégorie de type « A » et « E ». Ce sont normalement les types de composés les moins chers. |
| Terpolymère (B ou F) | 67 % | Contient trois monomères. Meilleure résistance aux fluides et aux huiles/solvants que celle des copolymères, mais au prix d’une moindre résistance à la déformation rémanente après compression. Souvent appelé catégorie de type « B » et « F ». Les catégories « F » présente une résistance aux fluides supérieure aux catégories « B ». |
| Tétrapolymère (G) | 67 - 69 % | Contient quatre monomères. Résistance aux fluides accrue par rapport à d’autres types, notamment les acides et les solvants. Déformation rémanente après compression meilleure que celle des terpolymères. Ils sont parfois appelés catégories « G ». De plus, certains tétrapolymères présentent une bonne flexibilité à basse température. Les tétrapolymères sont les plus chers des trois types indiqués ici. Les matériaux tétrapolymères peuvent également être appelés catégories GF, GLT et GFLT qui correspondent aux matériaux FKM Viton® . GF - Bonne performance à haute température et bonne résistance chimique, mais propriétés mécaniques et performance à basse température réduites. GLT - Performance à basse température améliorée, mais résistance chimique réduite. GFLT - Bonne performance globale à basse et haute température et bonne résistance chimique. |
Viton® est une marque déposée de The Chemours Company.
FVMQ
Les élastomères FVMQ sont des caoutchoucs au silicone modifiés, avec une résistance aux fluides supérieure, mais limitée à environ 175 °C.
HNBR
Le procédé d’hydrogénation des élastomères NBR présente une excellente résistance à la chaleur et à l’ozone. Les élastomères HNBR durcis au peroxyde présentent une meilleure déformation rémanente après compression et les élastomères à haute teneur en nitrile (ACN) HNBR présentent une meilleure résistance aux huiles minérales. Les élastomères HNBR combinent une meilleure résistance et une meilleure flexibilité à basse température, bien qu’ils soient plus chers que les élastomères NBR. Les élastomères HNBR sont utiles lorsqu’une résistance est requise contre l’ozone et les intempéries, le vieillissement dans l’air chaud et des lubrifiants industriels, l’eau chaude et la vapeur jusqu’à 150 °C, les inhibiteurs de corrosion à base d’amine et les gaz acides (H2S), ainsi que le rayonnement à haute énergie.
Les élastomères HNBR comblent l’écart entre les élastomères NBRs et FKMs dans de nombreux domaines d’utilisation où une résistance à la chaleur et aux milieux agressifs est requise en même temps, et peuvent donc offrir une alternative moins coûteuse aux élastomères FKM .
IIR
Résistants aux mêmes types de fluides que EPDM, les propriétés qui différencient les matériaux caoutchouc IIR sont une très faible perméabilité aux gaz et à l’humidité, d’excellentes propriétés d’isolation, une bonne résistance à l’ozone et aux intempéries et une résistance à de nombreux milieux organiques et inorganiques.
Les matériaux élastomères IIR peuvent être polymérisés avec divers halogènes (par exemple chlore ou brome) afin d’améliorer la résistance à certains milieux chimiques, mais au détriment de l’isolation électrique et de la résistance à l’humidité. Ils peuvent être généralement utilisés entre –40 et +120 °C et ils sont principalement utilisés dans la production de chambres à air, de joints et de garnitures, de joints pour le vide, de membranes et de produits pharmaceutiques.
NBR (BUNA N)
Les élastomères NBR sont disponibles en cinq types généraux, en fonctionde la teneur en acrylonitrile qui confère des propriétés physiques et chimiques proportionnelles. Les NBR ont généralement (en fonction de la teneur accrue en ACN) une flexibilité à basse température décroissante, une déformation rémanente après compression accrue, une perméabilité aux gaz, une résistance à l’ozone et au vieillissement à la chaleur améliorée, une résistance à la traction et à l’abrasion, une dureté et une densité améliorées. Les NBR sont utilisés lorsqu’une bonne résistance aux hydrocarbures aromatiques est requise entre –40 et +120 °C (par exemple pour les garnitures et les joints, les tuyaux et les gaines de câbles), généralement dans l’industrie pétrolière et gazière.
Haute teneur en nitrile : Teneur en ACN de >45 %
Teneur moyenne en nitrile : Teneur en ACN de 30-45 %
Faible teneur en nitrile : Teneur en ACN de <30 %
Plus la teneur en ACN est élevée, plus la résistance aux hydrocarbures aromatiques est grande.
Plus la teneur en ACN est faible, meilleure est la flexibilité à basse température.
Le meilleur équilibre global pour la plupart des applications est une teneur moyenne en ACN.
NR
Le caoutchouc naturel (prélevé sur l’arbre à caoutchouc cultivé) présente une résistance à la traction, une résistance à l’abrasion, une résilience et une résistance au déchirement élevées, ainsi qu’une faible hystérésis.
Le polyisoprène similaire chimiquement a des propriétés de résistance inférieures à celles de la forme naturelle, mais de meilleures propriétés à basse température. Les deux caoutchoucs sont susceptibles d’présenter une dégradation de leurs caractéristiques de résistance aux intempéries et les deux présentent une faible résistance aux huiles minérales et à base de pétrole, ainsi qu’aux carburants. La plage de fonctionnement habituelle à long terme va de -50 °C à 70 °C, les principales applications étant les pneus, les supports antivibrations, les ressorts et les roulements.
SBR
Produit comme substitut au NR (caoutchouc naturel) ; en général, les SBR peuvent être utilisés dans des applications similaires à celles des élastomères NR / IR , sauf dans des applications dynamiques difficiles (par exemple nécessitant une faible accumulation de chaleur lors de la flexion). Les SBR peuvent être utilisés dans les dégrippants pour les pneus de voiture, mais pas pour les pneus de camions. Les SBR ont une résistance aux intempéries et une résistance chimique inférieures par rapport à la plupart des autres élastomères.
TFE/P (aussi connu sous le nom de FEPM)
Le polymère de base est uniquement produit par la société Asahi Glass et est vendu sous le nom de « Aflas ». Les vulcanisats de TFE/P présentent une stabilité thermique similaire aux élastomères FKM , mais une meilleure résistance électrique et un profil différent de résistance chimique (par exemple les gaz acides, les acides et les alcalins, l’ozone et les intempéries, la vapeur et l’eau, tous les fluides hydrauliques et de frein, les alcools et le rayonnement à haute énergie). Cependant, ils ne sont pas compatibles avec les hydrocarbures aromatiques, les hydrocarbures chlorés (par exemple le M.E.K. Et l’acétone), les acétates organiques et les réfrigérants organiques.
Les élastomères FKM présentent une meilleure déformation rémanente après compression. La flexibilité à basse température est relativement médiocre (sauf dans certains fluides qui plastifieraient le caoutchouc dans une certaine mesure). Il est toujours recommandé d’effectuer des tests fonctionnels en conditions opérationnelles. Les élastomères TFE/P sont d'un usage très large, principalement dans les opérations sur les champs pétrolifères et le traitement chimique tels que les joints toriques, les joints et les garnitures, l’isolation des câbles, les gaines et revêtements de flexibles.
VMQ
Les propriétés qui distinguent les caoutchoucs de silicone sont la résistance exceptionnelle à l’ozone et à l'effet corona, aux intempéries et à la lumière du soleil. Les composés spéciaux résistent cependant à des températures allant jusqu’à 300 °C, en l’absence d’air, les silicones peuvent revenir à l’état de pâte, même à des températures plus basses. La limite supérieure habituelle en température, indiquée pour un fonctionnement en continu, est de 200 °C. Les silicones ont une excellente réputation pour leur flexibilité à basse température (pour certains composés, jusqu’à -90 °C) et leur isolation électrique, qui sont maintenues constantes sur une large plage de températures de fonctionnement. Des composés électriquement conducteurs sont aussi disponibles.
Les silicones comportent un faible niveau de composants inflammables ; même exposé au feu, l’élastomère est réduit en cendres de silice non conductrices. Les silicones présentent également une excellente déformation rémanente après compression et une inertie physiologique élevée (sans goût, sans odeur et complètement non toxique).
Les silicones sont également résistantes aux bactéries, aux champignons, aux rayonnement à haute énergie (jusqu’à 106 Rads) et ont d’excellentes propriétés anti-adhérentes (sauf avec le verre). Les principales limites sont les faibles propriétés de traction et une faible résistance aux acides, aux alcalins et à la vapeur au-dessus de 120 °C. Les pièces en élastomère de silicone sont utilisées pour l’isolation électrique, les garnitures et les joints toriques (uniquement pour des applications statiques ou faiblement dynamiques), les produits alimentaires et pharmaceutiques.
Liens rapides vers plus d’informations :
Catégories de matériaux élastomères de PPE
Guide concernant la résistance chimique des élastomères
Stockage des caoutchoucs & durée de conservation (ISO 2230:202)
Technologie des élastomères