Caoutchouc synthétique

Définition

Le caoutchouc synthétique est un élastomère dérivé du pétrole qui remplace le caoutchouc. Le caoutchouc synthétique, dont le plus important est le caoutchouc styrène-butadiène, était un produit important pendant la Première et la Seconde Guerre mondiale pour les pays qui n'avaient pas accès au caoutchouc naturel obtenu du latex.

Des pneus en caoutchouc synthétique :

Dans de nombreux cas, le caoutchouc synthétique sert de substitut au caoutchouc naturel, en particulier lorsque des propriétés de matériau améliorées sont requises, comme des pneus de voiture par exemple. Il a d'abord été synthétisé par le chimiste allemand Fritz Hofmann en 1909.

Explications

Le caoutchouc synthétique est un type d'élastomère, invariablement un polymère. Un élastomère est un matériau ayant la propriété mécanique de pouvoir subir une déformation sous contrainte beaucoup plus élastique que la plupart des matériaux et de revenir à sa taille précédente sans déformation permanente.

Comparaison entre le caoutchouc naturel et synthétique

Le caoutchouc naturel qui provient du latex est principalement de l'isoprène polymérisé avec un faible pourcentage d'impuretés. Cela limite les propriétés que le matériau peut avoir. De même, il existe des limitations sur les proportions des doubles liaisons cis et trans résultant des méthodes de polymérisation du latex naturel. Cela limite également la gamme des propriétés disponibles du caoutchouc naturel, bien que l'ajout de soufre et la vulcanisation soient utilisés pour améliorer les propriétés.

Le caoutchouc synthétique peut être fabriqué à partir de la polymérisation de divers monomères, y compris l'isoprène (2-méthyl-1,3-butadiène), le 1,3-butadiène, le chloroprène (2-chloro-1,3-butadiène), et l'isobutylène (méthylpropène) avec un faible pourcentage d'isoprène pour la réticulation. Ces monomères et d'autres peuvent être mélangés dans diverses proportions souhaitables pour être copolymérisés pour une large gamme de propriétés physiques, mécaniques et chimiques. Les monomères peuvent être produits purs, et l'addition d'impuretés ou d'additifs peut être contrôlée par conception pour fournir des propriétés optimales. La polymérisation de monomères purs peut être mieux contrôlée pour donner un rapport désiré de doubles liaisons cis et trans.

Le caoutchouc synthétique (stricto sensu) provient de dérivés du pétrole quand le caoutchouc naturel synthétique (lato sensu) vient d'une variation du latex. Le terme caoutchouc est parfois utilisé pour décrire le caoutchouc naturel (code NR) obtenu à partir des arbres, et pour le distinguer du caoutchouc naturel synthétique (code IR).

Pour voir la différence, il suffit de prendre un caoutchouc de ces doux, ce qui est facile à effacer, ce sera un caoutchouc naturel. Cependant, si nous en choisissons un autre, ce qui est un peu difficile, nous serons confrontés à un caoutchouc synthétique. Aussi appelé élastomère synthétique, il possède les mêmes propriétés que les caoutchoucs naturels, à savoir l'élasticité, la possibilité de vulcanisation, la solubilité dans les solvants, la résistance à l'eau, à l'électricité et à l'abrasion. D'autre part, il présente de meilleures performances en termes de durabilité et de résistance aux huiles, à la chaleur et à la lumière.

Histoire synthétisée

En 1879, Bouchardat créa une forme de caoutchouc synthétique, produisant un polymère d'isoprène dans un laboratoire. L'utilisation accrue des véhicules à moteur, et particulièrement de leurs pneus, a commencé dans les années 1890, a créé une augmentation de la demande de caoutchouc.

En 1909, une équipe dirigée par Fritz Hofmann, travaillant au laboratoire Bayer à Elberfeld en Allemagne, a également réussi à polymériser l'isoprène méthylique, le premier caoutchouc synthétique. Le méthylisoprène est le 2,3-diméthyl-buta-1,3-diène.

Des scientifiques en Angleterre et en Allemagne ont développé des méthodes alternatives pour créer des polymères d'isoprène entre 1910–1912.

Actuellement, le caoutchouc synthétique est utilisé en grande quantité dans l'impression textile. Dans ce cas, il est appelé pâte de pâte. Dans la plupart des cas, le dioxyde de titane avec copolymérisation et matière volatile est utilisé pour produire un tel caoutchouc synthétique à usage textile. De plus, ce type de préparation peut être considéré comme la préparation pigmentaire à base de dioxyde de titane.

Production

En 2005, environ 21 millions de tonnes de caoutchouc ont été produites, dont environ 58 % étaient synthétiques.

Aujourd'hui, le caoutchouc est principalement synthétisé par polymérisation. Il provient habituellement du styrène et du 1,3-butadiène, d'autres matières premières sont l'acrylate de styrène, l'acrylate pur et l'acétate de vinyle.

Les chaînes de polymère sont habituellement composées d'hydrocarbures. Des chaînes à base de silicones ou d'autres composés sont également possibles.

Il existe maintenant une multitude de types de caoutchouc synthétique; par exemple, le copolymère styrène-butadiène (ou caoutchouc SBR), est un élastomère constitué d'unités monomères de styrène et de butadiène; c'est industriellement le caoutchouc de styrène le plus important. Il contient généralement 23,5 % de styrène et les 76,5 % restants de butadiène. Une teneur plus élevée en styrène donne des propriétés thermoplastiques. Il est principalement utilisé pour produire des pneus, des tubes, des talons et des semelles de chaussures, des joints, des pistes d'athlétisme.

Utilisation

Le caoutchouc synthétique peut être utilisé comme seul polymère ou en mélange avec des caoutchoucs naturels. Entre 65 % et 70 % du caoutchouc total entrent dans la production de pneus de voiture. D'autres domaines d'application principaux sont les liants pour le couchage de papier, le revêtement de dos de tapis et les articles trempés (gants fins par exemple).

Sous forme de mousse, le caoutchouc est utilisé pour les matelas et les éponges. On le trouve également dans les films très minces pour les préservatifs, les gants ou les ballons et dans les films épais pour la production de moules, de pneus de camions et de voitures, de paliers de moteur, ainsi que de divers mélanges de caoutchouc/métal. Les pneus haute performance comprennent également le caoutchouc au polybutadiène catalysé au néodyme (Nd-PBR).

Une autre application importante est l'étanchéité des profilés en caoutchouc. En raison des propriétés favorables aux intempéries, EPDM est principalement utilisé à cette fin. Les systèmes d'étanchéité sont produits par extrusion et souvent floqués, stratifiés et/ou peints dans des processus de finition associés.

En rapport avec "caoutchouc synthétique"

• bactérie photosynthétique

  

  Une bactérie photosynthétique est une bactérie qui peut fixer l'azote N dans certains systèmes aquatiques.

• caoutchouc

  

  Le caoutchouc, naturel ou synthétique, est un hydrocarbure polymère obtenu à partir de l'extraction du latex de certaines plantes; un exemple particulier...

• engrais synthétique

  

  Un engrais synthétique est un engrais issu d'une réaction chimique contrôlée produisant des substances qu'on ne trouve pas, en principe, dans la nature (au...

• photosynthétique

  

  Un élément photosynthétique est en rapport avec la photosynthèse. Est photosynthétique ce qui est concerné ou impliqué dans le processus par lequel les plantes...