Qu’est-ce que le caoutchouc d’uréthane ?
Le caoutchouc d’uréthane est un polymère à liaisons uréthanes. C’est un type de caoutchouc synthétique doté d’une excellente élasticité et d’une grande rigidité.
Il présente l’avantage de pouvoir être utilisé pendant une longue période, notamment en raison de sa résistance mécanique supérieure et de sa résistance à l’abrasion. Les propriétés des caoutchoucs d’uréthane varient fortement en fonction de la composition du matériau et du système de liaison.
Ils peuvent être divisés en deux types : les caoutchoucs polyester-uréthane (AU) avec des liaisons ester dans la chaîne principale et les caoutchoucs polyéther-uréthane (EU) avec des liaisons éther.
L’AU a des liaisons ester et est donc sujet à l’hydrolyse, mais il a une excellente résistance à l’huile et une bonne résistance mécanique.
L’EU, quant à lui, est inférieur à l’AU en termes de résistance à l’huile et de résistance mécanique, mais il est moins sujet à l’hydrolyse et présente une excellente résistance à l’eau, ainsi qu’une résistance au froid, une élasticité du caoutchouc et une résistance à l’abrasion supérieures.
Utilisations du caoutchouc d’uréthane
Le caoutchouc d’uréthane est utilisé pour les rouleaux, les pneus, les bandes transporteuses et les semelles de chaussures de sport. Un exemple typique de produit mettant à profit sa résistance à l’abrasion est la comparaison de bandes, utilisée dans les usines.
Il faut cependant faire attention à son utilisation dans des environnements acides ou très humides, car il se détériore. Il est également utilisé pour les semelles des chaussures de sport, en profitant de sa grande élasticité.
Ce large éventail d’applications s’explique par le fait que la composition du matériau et la méthode de fabrication permettent de modifier à volonté l’élasticité et d’autres propriétés.
Causes et contre-mesures de la dégradation du caoutchouc d’uréthane
Les causes de la dégradation du caoutchouc d’uréthane dans l’environnement naturel sont la lumière, la chaleur, l’oxygène, l’eau et les micro-organismes. Parmi ces causes, la dégradation due à la lumière et à la chaleur est la décomposition par des réactions d’oxydation, qui provoquent le clivage des liaisons uréthanes, ce qui entraîne une réduction des propriétés physiques.
Pour contrer ce phénomène, l’ajout d’absorbeurs d’UV et d’antioxydants est efficace. L’exemple suivant de dégradation induite par l’eau est l’hydrolyse des liaisons uréthane, les caoutchoucs polyester-uréthane étant plus susceptibles de se dégrader que les caoutchoucs polyéther-uréthane.
Dans le cas des systèmes polyester, les liaisons ester sont également sujettes à une dégradation due à l’hydrolyse. Ce type de dégradation peut être évité par l’ajout de composés carbodiimides.
La dégradation microbienne par les champignons est un exemple typique de dégradation causée par les micro-organismes. Il est connu que le caoutchouc d’uréthane est plus sensible à la dégradation microbienne que les composés polymères tels que les plastiques en général.
Dans ce type de dégradation, c’est également le cas du caoutchouc polyester-uréthane qui est plus sensible à la dégradation que le caoutchouc polyéther-uréthane.
Les mécanismes rapportés comprennent l’hydrolyse des liaisons ester par les estérases produites par les micro-organismes.
Principe du caoutchouc d’uréthane
Types et caractéristiques des caoutchoucs d’uréthane Les caoutchoucs d’uréthane sont utilisés dans une grande variété d’applications, et leurs propriétés peuvent également être contrôlées par la méthode de fabrication.
La méthode de synthèse utilise une réaction de polyaddition entre les polyols, comme le glycol, et le diisocyanate. Trois méthodes de fabrication principales sont utilisées :
Type mirable
Il s’agit de l’une des méthodes de fabrication les plus courantes pour le traitement du caoutchouc synthétique. Une pâte est produite à partir des matières premières, qui est ensuite versée dans un moule et pressée pour lui donner une forme.
Cette méthode très simple permet d’atteindre une grande efficacité de production. En revanche, elle présente des inconvénients tels que la susceptibilité à l’hydrolyse et des propriétés matérielles médiocres.
Type thermoplastique
Cette méthode de fabrication applique une méthode de traitement de la résine et est également connue sous le nom de type d’injection. Après avoir chauffé et fondu le caoutchouc d’uréthane sous forme de granulés, il est injecté dans un moule et moulé. Cette méthode présente l’avantage d’une production à faible coût, mais l’équipement de fabrication est coûteux, de sorte que la production de masse est une condition préalable à cette méthode.
Type d’uréthane coulable
Le caoutchouc d’uréthane liquide est mélangé à un agent de vulcanisation et vulcanisé dans le moule. La vulcanisation réticule les molécules de caoutchouc d’uréthane, ce qui leur confère une grande élasticité.
Après ce processus, qui dure une journée, le produit est moulé et fabriqué. De nombreuses entreprises ont introduit cette méthode car l’équipement de fabrication est peu coûteux et des formes complexes peuvent être traitées en même temps. Toutefois, l’efficacité de la fabrication est moindre en raison du temps nécessaire à la production.