En matière de caoutchouc, le caoutchouc de silicone est unique en son genre. Il est réputé pour être très résistant, même dans des situations difficiles. En raison de ses propriétés et de sa capacité à répondre à de nombreux besoins, le caoutchouc de silicone est un excellent choix pour de nombreuses industries. Il est devenu un choix incontournable dans de nombreux domaines, des progrès médicaux aux véhicules automobiles. En outre, le caoutchouc de silicone est souvent utilisé pour fabriquer bandes d'étanchéité.
L'élastomère de silicone présente de nombreuses qualités, mais aussi certaines limites. Lorsqu'il s'agit de choisir un matériau approprié, il est préférable de tenir compte de tous ces éléments. Cet article traite des différents types de caoutchouc silicone, de leurs applications et de leurs propriétés.
Qu'est-ce que le caoutchouc de silicone ?
Il est peut-être nécessaire de comprendre la différence entre le silicone et la silicone.
Le silicium est un élément chimique dont le numéro atomique est 14 et le symbole Si. Il est largement utilisé dans l'électronique et les semi-conducteurs, notamment dans les puces des cartes mères des processeurs, les plaques solaires et d'autres accessoires électroniques.
À l'inverse, le silicone est un polymère synthétique composé de silicone, d'oxygène et d'hydrocarbures. Il s'agit d'un matériau souple, semblable au caoutchouc, dont il est question dans cette section.
Le caoutchouc de silicone est célèbre parce qu'il possède les qualités à la fois du silicone et du caoutchouc. Il est très résistant à la chaleur, au froid et aux dommages environnants, ce qui en fait un bon choix pour de nombreuses utilisations. On le trouve dans les biens de consommation, l'automobile, les équipements médicaux et la construction.
Le si-caoutchouc se présente sous de nombreuses formes et dimensions. Il peut s'agir d'un gel, d'une résine, d'un liquide ou d'un caoutchouc. Vous pouvez le préparer en fonction des besoins de l'application, quelle qu'elle soit. Par conséquent, le caoutchouc de silicone est également couramment utilisé dans d'autres situations. Les produits d'étanchéité, les adhésifs, les lubrifiants, les dispositifs médicaux, les ustensiles de cuisine et les ustensiles de pâtisserie en sont quelques exemples.
Comment fabrique-t-on le caoutchouc de silicone ?
Le silicone est un matériau souple utilisé dans de nombreux secteurs industriels. Sa fabrication passe par plusieurs étapes. Voici une description complète des cinq étapes de fabrication du silicone.
Étape 1 : Isolation du silicium à partir de la silice
Le silicium est le principal ingrédient du caoutchouc. La première étape du processus consiste à extraire le silicium de la silice.
Au cours de ce processus d'extraction, plusieurs réactions chimiques à haute température se produisent généralement. On appelle souvent ce processus la réduction de la silice. Vous savez déjà que le sable siliceux est composé de SiO2.
Au cours du processus, du carbone est ajouté à un four à arc électrique. Il en résulte du silicium et du gaz de monoxyde de carbone, qui est ensuite raffiné à nouveau pour atteindre le niveau de pureté souhaité pour la production de silicone.
Étape 2 : Combinaison de poudre de silicium et de chlorure de méthyle
Après avoir retiré et nettoyé le silicium, on le mélange avec du chlorure de méthyle. La formule chimique du chlorure de méthyle est CH3Cl. C'est l'une des étapes cruciales de la fabrication du caoutchouc de silicone.
Ce mélange s'effectue généralement dans une cuve de réaction. Le silicium et le chlorure de méthyle peuvent mieux réagir chimiquement dans un environnement contrôlé. Le produit de ce processus est le diméthyldichlorosilane, qui est (CH3)2SiCl2. Pour que la polymérisation du silicone ait lieu, il faut d'abord le fabriquer.
Étape 3 : Distillation du mélange
Le mélange ci-dessus subit une distillation à ce stade. Elle permet généralement de séparer et de purifier les composés de silicium souhaités.
Pour cette étape, le mélange doit être chauffé jusqu'à ébullition. Les parties s'évaporent, puis le gaz se refroidit et se transforme en liquide. Ce processus permet généralement d'isoler des composés de silicium spécifiques du mélange réactionnel.
Étape 4 : Ajout d'eau
L'eau est ajoutée aux molécules de silicium propres après la distillation. L'ajout d'eau est la première étape du processus d'hydrolyse.
L'hydrolyse crée de l'acide chlorhydrique (HCl) et du di-silanol (Si-OH). La création de di-silanol est nécessaire à la polymérisation ultérieure du silicone.
Étape 5 : Polymérisation du silicone
Enfin, le di-silanol subit des réactions de condensation. À ce stade, il se forme des liaisons silicium-oxygène-silicium (Si-O-Si). Il en résulte la formation de polymères de silicium.
En outre, ce processus de polymérisation se déroule généralement dans un environnement contrôlé. Dans ce cas, la température, la pression et le catalyseur appropriés contribuent à une production efficace. Ces facteurs garantissent que le caoutchouc de silicone final possède les qualités souhaitées.
Comment les groupes organiques classent-ils les caoutchoucs de silicone ?
On peut classer les caoutchoucs de silicone en différents groupes sur la base des groupes organiques.
Dans la dernière partie, nous avons abordé le processus de fabrication du caoutchouc Si. Nous avons alors obtenu un élastomère de silicone avec des groupes -CH3 reliés aux atomes de silicium. Nous avons utilisé du chlorure de méthyle dans ce processus.
Les caoutchoucs de silicone sont donc regroupés en fonction des groupes organiques liés aux atomes de silicium. Ces groupes doivent être liés entre eux dans leurs chaînes de polymères.
Ces groupes organiques modifient les qualités du caoutchouc de silicone. En raison de ces qualités uniques, l'élastomère de silicone est utilisé dans diverses applications. Les caoutchoucs de silicone peuvent être divisés en trois groupes principaux en fonction de leur composition chimique.
Type 1 : Caoutchouc méthyl-silicone
Il est également connu sous le nom de polydiméthylsiloxane. Il contient des groupes méthyles reliés à des atomes de silicium. Ce type de caoutchouc est très répandu pour les élastomères, les joints toriques en silicone, les rondelles en silicone, les rouleaux en silicone et les produits médicaux. tubage.
Type 2 : Caoutchouc phényl-silicone
Il contient des groupes phényles (-C6H5) reliés à des atomes de silicium. Ils résistent mieux à la chaleur, à la corrosion et aux radiations et peuvent donc être utilisés dans les systèmes automobiles et électriques.
Type 3 : Caoutchouc vinyl-silicone
Les élastomères de silicone peuvent être divisés en trois groupes principaux en fonction de leur structure moléculaire. Chaque type possède des caractéristiques uniques, mais ils sont tous suffisamment flexibles pour répondre aux besoins variés des clients et des entreprises.
Types de caoutchouc de silicone en fonction de la structure moléculaire
Sur la base de leur structure moléculaire, les élastomères de silicone peuvent être divisés en trois groupes principaux. Chaque type possède des caractéristiques uniques, mais ils sont tous suffisamment flexibles pour répondre aux différents besoins des clients et des entreprises.
Type 1 : Vulcanisé à haute température (HTV)
En général, le caoutchouc de silicone HTV est issu d'un processus de cuisson à 150°Celcius. Ce processus est souvent appelé processus de cuisson à haute température. Au cours de ce processus, les chaînes de polymères se connectent pour former un réseau tridimensionnel. Cela permet au matériau de rester stable à des températures élevées et le rend résistant.
Le caoutchouc de silicone HTV est idéal pour la fabrication de bandes d'étanchéité et de joints.
Type 2 : vulcanisé à température ambiante (RTV)
Mais le RTV subit un processus de vulcanisation lorsqu'il est à température ambiante. Cela réduit la nécessité d'utiliser des équipements qui durcissent à la chaleur.
Ce type de caoutchouc de silicone est bien connu pour être utilisé dans la fabrication de moules.
Type 3 : Caoutchouc de silicone liquide (LSR)
Le caoutchouc de silicone liquide se compose de deux éléments : un polymère de base et un agent de vulcanisation. À température ambiante, il réagit pour former un élastomère souple. La plupart du temps, on utilise le moulage LSR pour fabriquer du silicone liquide.
Cet élastomère de silicone peut être utilisé en milieu hospitalier, pour les soins aux bébés et dans les situations de contact alimentaire.
Avantages du caoutchouc de silicone
La silicone est composée de silicone, d'oxygène et de différents groupes organiques. Chaque type a ses propres caractéristiques, mais tous garantissent la sécurité à des températures élevées, la résistance aux produits chimiques et la flexibilité. Certains types sont également de qualité alimentaire et peuvent donc être utilisés dans les domaines de la préparation des aliments, de la pharmacie ou de la médecine.
Résistance aux températures extrêmes
Le caoutchouc de silicone peut être utilisé à différentes températures. C'est pourquoi ils sont très répandus dans les endroits où les températures varient souvent.
Inertie chimique
L'élastomère de silicone est également très résistant aux produits chimiques. Il fonctionne bien avec les huiles, les acides, les bases et les solvants, ce qui en fait un excellent produit pour les applications chimiques.
Excellente isolation électrique
Les élastomères de silicone ont également une résistance électrique élevée, ce qui les rend idéaux pour les applications électriques. Les joints toriques et les élastomères en silicone utilisés dans les boîtiers électriques en sont des exemples notables.
Résistance aux UV et à l'ozone
L'élastomère de silicone peut également résister aux rayons UV et à l'ozone. Les rayons UV de la lumière du soleil sont la principale cause de dégradation du caoutchouc. C'est pourquoi le caoutchouc de silicone peut être utilisé à l'extérieur.
Flexibilité et élasticité
Le caoutchouc de silicone reste flexible et extensible à différentes températures et pressions. Il permet au produit de conserver sa forme et sa capacité à se fermer même après avoir été comprimé plusieurs fois.
Biocompatibilité
Le caoutchouc de silicone est biocompatible, ce qui signifie qu'il peut être utilisé en toute sécurité avec des tissus vivants et dans des applications médicales et de soins de santé. Les implants, les tubes et les dispositifs médicaux sont des utilisations courantes du caoutchouc de silicone.
Durable et de longue durée
Tous les avantages susmentionnés montrent que le caoutchouc de silicone est durable. Il résiste parfaitement au vieillissement, aux intempéries et à la dégradation au fil du temps. Il vous offre sans aucun doute des performances fiables et une durée de vie prolongée dans diverses applications.
Inconvénients du caoutchouc silicone
Le caoutchouc de silicone présente de nombreux avantages, mais aussi quelques problèmes. Tout d'abord, il coûte plus cher que les autres caoutchoucs. Deuxièmement, l'élastomère de silicone peut ne pas convenir à des utilisations impliquant une pression élevée. Enfin, il se peut que vous ne puissiez pas choisir toutes les couleurs que vous souhaitez.
Pour ces raisons, vous devez prendre en compte les besoins de votre application lorsque vous choisissez un matériau en caoutchouc.
Questions fréquemment posées
Q1. Les caoutchoucs de silicone sont-ils recyclables ?
Oui, le caoutchouc de silicone est recyclable. Cela vous permet de le réutiliser. Toutefois, le recyclage aboutit généralement à un produit qui n'est pas aussi bon que l'original. C'est la seule limite à la recyclabilité du caoutchouc de silicone.
Q2. Le caoutchouc de silicone est-il toxique ?
Non, il s'agit généralement d'un matériau non toxique. Il ne libère pas de produits chimiques ou de toxines nocifs pour l'homme. C'est pourquoi le caoutchouc de silicone est utilisé dans les industries médicales et alimentaires.
Q3. Le caoutchouc de silicone est-il meilleur que le caoutchouc naturel ?
En raison de ses avantages, le caoutchouc de silicone est meilleur que les autres matériaux. À l'inverse, le caoutchouc naturel est moins cher.