Qu’est-ce qu’un élastomère thermoplastique ?
Les élastomères thermoplastiques sont des matériaux polymères qui présentent l’élasticité caractéristique du caoutchouc à température ambiante, tout en faisant preuve de fluidité à haute température.
Comme les thermoplastiques, ils peuvent être facilement moulés par chauffage. C’est pourquoi ils sont considérés comme un matériau intermédiaire entre le caoutchouc synthétique et les thermoplastiques.
L’élasticité des élastomères s’explique par la réticulation des chaînes principales des polymères et leur capacité à reprendre leur forme initiale.
Utilisations des élastomères thermoplastiques
Les élastomères thermoplastiques sont utilisés dans une variété de situations en raison de leur élasticité et de leur excellente aptitude au moulage. Ils sont utiles non seulement dans les articles ménagers tels que les étuis de téléphone et les ustensiles de cuisine, mais aussi dans les produits qui nécessitent une résistance à l’abrasion et une élasticité, tels que les pièces automobiles et les outils électriques.
Le fait qu’ils soient légers et qu’ils puissent être facilement colorés y contribue également. Ils sont aussi utilisés dans les gants en caoutchouc car ils ne contiennent pas de substances allergènes présentes dans les caoutchoucs naturels et synthétiques.
Principe des élastomères thermoplastiques
1. Principe d’élasticité
Les élastomères thermoplastiques sont composés de polymères et possèdent donc de longues chaînes principales. Ces longues molécules sont divisées en parties appelées segments durs et segments souples, qui présentent des propriétés différentes.
Les segments durs interagissent par le biais de liaisons hydrogène pour former des liaisons transversales intermoléculaires et créer une structure en réseau. Cette liaison hydrogène entre molécules est une pseudo-réticulation. Les segments souples, quant à eux, peuvent se déplacer librement et présentent donc une certaine élasticité.
Dans les caoutchoucs synthétiques courants, la structure réticulée est formée par des liaisons covalentes entre les molécules. La différence entre les élastomères thermoplastiques et les caoutchoucs synthétiques est que la réticulation est covalente plutôt que par liaison hydrogène.
2. Principe de la thermoplasticité
Les liaisons hydrogène formant les réticulations dans les élastomères thermoplastiques sont très faibles et sont facilement rompues lorsqu’elles sont chauffées à des températures élevées. Par conséquent, lorsqu’ils sont chauffés, la structure réticulée est dissoute, l’élasticité est perdue et le matériau devient fluide. Lorsqu’ils sont refroidis, les liaisons hydrogène se reforment, les réticulations se rétablissent et l’élasticité est restaurée.
Dans les caoutchoucs synthétiques, en revanche, les liaisons transversales covalentes ne sont pas rompues, de sorte que le chauffage n’entraîne pas la fluidité. Au fur et à mesure du chauffage, les liaisons covalentes commencent à se dissocier et une décomposition thermique se produit lorsque les liaisons sont rompues. Toutefois, les liaisons covalentes dissociées ne reviennent pas à leur état d’origine et l’élasticité n’est pas rétablie.
Types d’élastomères thermoplastiques
Il existe plusieurs types d’élastomères thermoplastiques. Les styréniques, les oléfines, les uréthanes, les esters et les amides sont couramment utilisés.
1. Styréniques
Ils se composent de polystyrène pour les segments durs et de polybutadiène pour les segments souples. Ils sont largement utilisés dans les produits familiers en raison de leurs caractéristiques de légèreté et d’une sensation tactile similaire à celle du caoutchouc naturel.
2. Oléfine (TPO)
Ce polymère est obtenu par copolymérisation de l’éthylène, du propylène et d’un diène à deux liaisons doubles. Il est utilisé pour les pièces automobiles en raison de son excellente résistance aux intempéries et à la chaleur.
3. Uréthane (TPU)
Ce polymère est formé par la réaction d’un polyol et d’un isocyanate. La partie polyol sert de segment mou et la partie liaison uréthane de segment dur. Il possède une élongation et une résistance élevées. Il est utilisé dans les textiles et certains composants automobiles.
4. Ester (TPC)
Ce polymère à base de polyester possède une structure linéaire avec des segments durs cristallins et des segments mous amorphes. La rigidité des segments durs lui confère une grande résistance aux chocs et une excellente résistance à la chaleur, aux produits chimiques et au vieillissement.
5. Amide (TPA)
Ce matériau polymère contient du polyester ou du polyéther comme segments souples et du polyamide comme segments durs. Il présente une excellente résistance à l’abrasion et aux chocs et conserve sa flexibilité même à basse température. De plus, il présente une excellente résistance aux intempéries et aux produits chimiques.