Qu’est-ce que le caoutchouc éthylène-propylène ?
Le caoutchouc éthylène-propylène est un copolymère aléatoire d’éthylène et de propylène.
Ceux qui n’ont pas de liaisons insaturées dans la chaîne principale et qui ne peuvent pas être vulcanisés avec du soufre sont appelés EPM. Il possède une variété d’excellentes propriétés. D’autre part, le caoutchouc éthylène-propylène-diène copolymérisé avec une petite quantité de monomère à liaisons insaturées pour permettre la vulcanisation au soufre est appelé EPDM.
Divers composés diéniques ont été considérés comme des monomères à liaisons insaturées, mais trois d’entre eux font encore l’objet d’une production industrielle dans le monde entier : l’éthylidène norbornène, le 1,4-hexadiène et le dicyclopentadiène. L’éthylidène norbornène est le plus utilisé.
Ces monomères sont sélectionnés en fonction de leur taux de réactivité pendant la polymérisation, de leur effet sur la vitesse de polymérisation et la durée de vie du catalyseur, de la facilité de récupération pendant le processus de polymérisation, de la facilité de vulcanisation et de leur effet sur les propriétés physiques du produit. Par exemple, l’éthylidène norbornène est excellent parce qu’il a un rapport de réactivité très élevé par rapport à la réactivité de polymérisation du propylène et que les doubles liaisons de l’anneau sont très sélectives pendant la polymérisation.
Notons que EP signifie éthylène-propylène et EPD éthylène-propylène-diène, et que M est le symbole donné aux caoutchoucs dont la chaîne principale est saturée et de type polyméthylène.
Utilisations du caoutchouc éthylène-propylène
1. Utilisations de l’EPM
L’EPM ne pouvant être réticulé par le soufre, il est vulcanisé au peroxyde et utilisé de la même manière que les autres produits en caoutchouc tels que les pneus et les tuyaux. Il est également utilisé comme modificateur d’impact ajouté aux résines d’oléfines d’usage général telles que le polypropylène.
Il peut également être modifié avec de l’anhydride maléique, etc. et utilisé comme modificateur pour le polyamide, le polyester, etc.
2. Utilisations de l’EPDM
Alors que d’autres produits en caoutchouc sont facilement dégradés par la lumière directe du soleil et le froid, le caoutchouc éthylène-propylène présente une excellente résistance aux intempéries et au froid, ce qui le rend adapté à une utilisation en extérieur. Il est utilisé dans des produits familiers tels que les couvertures de gaines de fils, le caoutchouc des cadres de fenêtres et les parties en caoutchouc pour les voitures.
Propriétés du caoutchouc éthylène-propylène
Le polyéthylène, qui est polymérisé exclusivement à partir de l’éthylène, est très cristallin et difficile à manipuler. Le caoutchouc éthylène-propylène est un polymère obtenu par copolymérisation du propylène avec des groupes méthyles dans la chaîne latérale, ce qui affaiblit l’interaction intermoléculaire entre les chaînes de polymère, réduisant ainsi la cristallinité et facilitant la manipulation.
Le caoutchouc éthylène-propylène n’a pas de doubles liaisons dans la chaîne principale et présente donc une excellente résistance aux intempéries et à la chaleur. Il présente également une excellente résistance à l’ozone, au vieillissement thermique, au froid, à la polarité, aux propriétés électriques, à la résistance chimique et à la résilience, et est largement utilisé après le caoutchouc styrène-butadiène (SBR, BR).
Autres informations sur le caoutchouc éthylène-propylène
1. Processus de production de l’EPDM
L’EPDM est souvent produit par polymérisation en solution à l’aide de catalyseurs au métallocène ou au vanadium. Il est possible de synthétiser de l’EPDM présentant différentes caractéristiques en sélectionnant le catalyseur et les conditions de polymérisation. La possibilité de produire différents types en fonction de l’usage est l’une des caractéristiques de l’EPDM.
Synthèse avec un catalyseur métallocène
L’EPDM avec une distribution de poids moléculaire étroite peut être obtenu en utilisant des catalyseurs métallocènes, dans lesquels le catalyseur est dissous dans le liquide de réaction (catalyse homogène). La distribution étroite du poids moléculaire est avantageuse en termes de propriétés physiques telles que la résistance à la traction, mais elle présente l’inconvénient d’être moins flexible et moins facile à transformer.
Synthèse catalysée par le vanadium
D’autre part, les catalyseurs au vanadium ont une activité catalytique plus faible que les catalyseurs métallocènes et le processus de polymérisation est plus complexe, mais l’EPDM qui en résulte a une excellente aptitude à la transformation et présente une grande élasticité du caoutchouc, même dans des conditions de basse température.
2. Méthodes de vulcanisation
Les méthodes de vulcanisation comprennent la vulcanisation au soufre, la vulcanisation au peroxyde, la vulcanisation à l’oxime et la vulcanisation par rayonnement, mais les deux méthodes les plus couramment utilisées sont la vulcanisation au soufre et la vulcanisation au peroxyde.
Vulcanisation au soufre
Il s’agit de la méthode de vulcanisation la plus couramment utilisée pour l’EPDM. Pendant la vulcanisation, la réaction se produit à des températures supérieures à 150°C. Des températures de réaction plus élevées sont moins susceptibles de provoquer une réversion (retour de la vulcanisation), et la productivité est plus susceptible d’être plus élevée.
Vulcanisation au peroxyde
C’est la méthode de vulcanisation utilisée lorsque l’EPM est utilisé pour des fils et des câbles nécessitant de la flexibilité.