Qu’est-ce qu’un joint en caoutchouc ?
En termes techniques, les matériaux d’étanchéité utilisés dans les pièces rotatives et autres pièces mobiles sont appelés emballages, tandis que les matériaux d’étanchéité utilisés dans les pièces fixes sont appelés joints. Les emballages en caoutchouc font généralement référence aux matériaux d’étanchéité en caoutchouc utilisés dans les pièces fixes.
Utilisations des joints en caoutchouc
Les joints en caoutchouc ne sont pas seulement utilisés dans les équipements industriels et de laboratoire, mais aussi dans de nombreux aspects de la vie quotidienne, tels que les couvercles de divers récipients, les buses de douche et les conduites d’eau à la maison.
Ils sont par exemple intégrés dans les joints des tuyaux et des vannes pour améliorer l’étanchéité à l’air et aux liquides dans ces zones et empêcher les fuites de fluides internes et la contamination par des substances étrangères.
Principe des joints en caoutchouc
Comme leur nom l’indique, les joints en caoutchouc sont constitués de caoutchouc et fonctionnent grâce à la capacité du caoutchouc à se dilater et à se contracter.
Le caoutchouc s’étire parce que les macromolécules qui le composent sont étirées par des forces extérieures. Les atomes de soufre maintiennent les liens intermoléculaires.
C’est pourquoi, même si le caoutchouc est étiré par des forces extérieures, il s’étire sans se rompre jusqu’à un certain degré de force extérieure.
En revanche, lorsque la force extérieure est supprimée, le caoutchouc revient à son état d’origine et se rétracte, s’allongeant et se contractant ainsi.
Lorsque des joints en caoutchouc dotés de ces propriétés sont utilisés dans des joints tels que des tuyaux, les forces externes dans le sens vertical causées par le serrage des joints de tuyaux les font se dilater dans le sens horizontal pour combler l’espace entre les joints.
La force externe dans la direction radiale du tuyau, causée par la pression du fluide circulant à l’intérieur du tuyau, fait que le côté du diamètre intérieur de la garniture en caoutchouc se rétrécit dans la direction radiale. Il s’étend dans la direction longitudinale du tuyau, direction dans laquelle le fluide s’écoule. La garniture en caoutchouc remplit les espaces dans la tuyauterie en s’étendant dans la direction radiale.
La garniture en caoutchouc se dilate et se contracte pour combler l’espace dans la tuyauterie, empêchant ainsi le fluide de fuir vers l’extérieur et les corps étrangers de pénétrer dans la tuyauterie.
Lorsque le fluide cesse de circuler, la garniture en caoutchouc n’est soumise qu’à une force externe dans le sens vertical du dessin, due au serrage de la tuyauterie, et la garniture en caoutchouc reprend sa forme initiale.
Cette propriété permet de l’utiliser dans des joints tels que les tuyauteries, ainsi que dans des zones qui sont ouvertes et fermées à plusieurs reprises, telles que les couvercles de conteneurs.
Toutefois, les joints en caoutchouc ne peuvent pas reprendre complètement leur forme initiale et leur fonction se détériore progressivement.
C’est pourquoi ils doivent être utilisés dans un certain délai et remplacés lorsqu’ils se détériorent.
Comment les joints en caoutchouc sont fabriqués
Les joints en caoutchouc sont fabriqués dans une variété de matériaux à un coût inférieur à celui du ruban d’étanchéité ou d’autres matériaux d’étanchéité.
Les joints en caoutchouc peuvent être fabriqués de deux manières : par poinçonnage de feuilles de caoutchouc dans une forme prédéterminée ou par moulage par injection à l’aide d’une matrice.
Lorsqu’ils sont fabriqués à l’aide d’un moule, il est possible de produire des formes complexes telles que des anneaux doubles.
Différents types de caoutchouc peuvent être utilisés pour les garnitures en caoutchouc. Il est important de choisir le matériau approprié en fonction du système, comme le type de fluide et la température.
Le caoutchouc synthétique est légèrement plus courant que le caoutchouc naturel dans les matériaux utilisés pour les garnitures en caoutchouc. Citons par exemple le caoutchouc nitrile (NBR), le caoutchouc fluoré (FKM), le caoutchouc uréthane (U), le caoutchouc silicone (VMQ), le caoutchouc éthylène-propylène (EPDM), le caoutchouc butyle (IIR) et le caoutchouc styrène-butadiène (SBR).
Types de caoutchouc
1. Caoutchouc nitrile (NBR)
Le caoutchouc nitrile est l’un des caoutchoucs synthétiques les plus courants. C’est un matériau qui présente une excellente résistance à l’huile, à l’abrasion et au vieillissement, ce qui en fait le premier caoutchouc à être considéré comme un matériau d’emballage à utiliser dans les situations où la résistance à l’huile est requise.
Le caoutchouc nitrile présente également une excellente résistance au vieillissement, ce qui le rend approprié pour les pièces qui seront utilisées pendant de longues périodes.
En revanche, il présente une faible résistance aux intempéries et n’est donc pas adapté à une utilisation dans des zones exposées à la lumière directe du soleil. La durée de conservation est d’environ 10 ans.
2. Caoutchouc fluoré (FKM)
Par rapport aux autres caoutchoucs, les élastomères fluorés présentent une résistance supérieure à la chaleur, à l’huile, aux intempéries et aux produits chimiques.
C’est pourquoi ils sont souvent utilisés pour l’emballage dans des situations où des produits chimiques sont utilisés.
Cependant, les fluoroélastomères sont sensibles aux chocs physiques et doivent être manipulés avec précaution. De plus, leur durée de conservation est d’environ 20 ans.
3. Caoutchouc uréthane (U)
La principale caractéristique du caoutchouc uréthane est sa grande résistance à l’abrasion et sa force mécanique globale, ce qui le rend approprié pour l’emballage dans des environnements avec beaucoup de friction.
En revanche, sa faible résistance à l’eau le rend moins adapté aux environnements humides ou mouillés.
De plus, sa durée de conservation est d’environ 10 ans.
4. Caoutchouc de silicone (VMQ)
La principale caractéristique du caoutchouc de silicone est son faible impact sur le corps humain.
Il présente également une excellente résistance à la chaleur et aux flammes et ne change pas de forme à différentes températures.
Son prix étant relativement stable, il est souvent utilisé dans les produits ménagers. Ses propriétés sûres sont mises à profit dans l’emballage des cuiseurs de riz et des produits autour de l’eau. La durée de conservation est d’environ 20 ans.
5. Caoutchouc éthylène-propylène (EPDM)
Le caoutchouc éthylène-propylène est un matériau qui présente une excellente résistance aux intempéries, au froid et aux produits chimiques inorganiques.
Le caoutchouc est naturellement sensible à la lumière directe du soleil et au froid extrême, et peut devenir dur et friable. En revanche, le caoutchouc éthylène-propylène a une excellente résistance aux intempéries et au froid, de sorte qu’il peut être utilisé à l’extérieur sans problème.
Il est utilisé pour les fils électriques en caoutchouc utilisés à l’extérieur. Toutefois, sa résistance à l’huile est faible, c’est donc un matériau polyvalent à utiliser dans des environnements où la résistance à l’huile n’est pas nécessaire. Sa durée de conservation est d’environ 20 ans.
6. Caoutchouc butyle (IIR)
Le caoutchouc butyle est obtenu par copolymérisation de l’isobutylène avec une petite quantité d’isoprène. Il présente une excellente résistance aux vibrations, à l’isolation, à l’eau, aux intempéries, aux produits chimiques et à la chaleur.
Il a une excellente résistance aux vibrations, à l’isolation, à l’eau, aux intempéries, aux produits chimiques et à la chaleur. Il a un large éventail d’utilisations, des produits industriels aux articles ménagers, et est un matériau indispensable dans la vie quotidienne.
7. Caoutchouc styrène-butadiène (SBR)
Le caoutchouc styrène-butadiène possède d’excellentes propriétés contre les huiles animales et végétales telles que l’éthylène glycol et l’huile de frein.
C’est également un matériau peu coûteux qui présente une résistance à l’abrasion et au vieillissement supérieure à celle du caoutchouc naturel.
Il présente également l’avantage d’être résistant à la chaleur et facile à fabriquer des produits homogènes, et est largement utilisé dans les pneus et les tuyaux.
Conclusion
Les joints en caoutchouc sont utilisés dans de nombreux domaines, tels que la plomberie et les articles ménagers. Cependant, leurs caractéristiques diffèrent grandement en fonction du matériau, de la forme et de la méthode de fabrication.
Il est nécessaire d’utiliser des joints en caoutchouc dont le matériau et la forme sont adaptés à l’environnement dans lequel ils sont utilisés et à l’usage auquel ils sont destinés. La méthode de fabrication doit être adaptée au matériau et à la forme.
Ils devraient également être remplacés lorsque cela s’avère nécessaire compte tenu de leur durabilité.