Quelles matières premières sont utilisées pour fabriquer du caoutchouc?

Le caoutchouc est partout. Il s'agit d'un matériau omniprésent sur lequel les consommateurs et les fabricants comptent pour procéder à leur vie quotidienne et à leurs opérations. Mais vous êtes-vous déjà demandé quelles matières premières sont utilisées pour fabriquer du caoutchouc? Je ne me demande plus parce que DLR Elastomer Engineering est là pour vous donner notre guide approfondi de tout ce qui va dans la fabrication de caoutchouc.

Il existe dans la région de 10 000 ingrédients en caoutchouc à notre disposition en tant que fabricants experts de produits en polymère. Il y a environ 20 polymères parmi lesquels nous pouvons choisir, chacun ayant plus d'un fournisseur. Sans parler des différences subtiles et significatives dans leurs propriétés. Lorsqu'il s'agit de développer des moulures en caoutchouc personnalisées, nous classons nos ingrédients de composition en caoutchouc en fonction de leur objectif.

Polymères

Caoutchouc naturel (NR), caoutchouc de styrène butadiène (SBR), butyle (IIR), butyle halogéné (xiir), isoprène (IR), butadiène (BR) - Ce sont des polymères utilisés principalement dans les pneus.
Néoprène (CR), nitrile (NBR), PVC / NBR, EPDM - Ce sont des caoutchoucs à usage général qui fournissent du carburant, de l'huile, des produits chimiques, de l'eau, des UV, de l'ozone et de la résistance aux intempéries. Ils offrent également une meilleure résistance à la chaleur que NR, IR et SBR.
EVA, Polyuréthane, XNBR, Hypalon (CSM), épiclorhydrine (ECO), acrylique d'éthylène (AEM / VAMAC) - Ce sont des polymères spéciaux, utilisés à des températures plus élevées que les autres et ont leurs propres propriétés caractéristiques individuelles. Par exemple, l'AEM est utilisé dans les applications ignifuges. Il est sans halogène et émet de la fumée non toxique.
Nitrile hydrogéné (HNBR), acrylique (AEM), silicone (VMQ), fluorosilicone (FVMQ), AFLAS (TFE / P), fluoroélastomères (FKM), perfluoroelastomères (FFKM) - ces polymères sont utilisés dans des environnements de détention et d'agression. Il s'agit notamment des installations pétrolières et gazières, en mer profonde et chimique nécessitant les niveaux les plus élevés de résistance à la chaleur et aux produits chimiques.

Notez que les polymères ci-dessus sont fabriqués dans des usines de polymérisation de plusieurs millions de livres où des monomères tels que le styrène et le butadiène sont réagis sous pression pour produire du caoutchouc (caoutchouc de styrène butadiène ou SBR dans cet exemple). Chaque polymère a ses propres monomères et sa chimie de polymérisation. Chacun est fabriqué avec un poids moléculaire spécifique (ou viscosité du Mooney), équilibrant les propriétés physiques et le traitement requis.

Les polymères seuls, sans l'ajout d'autres ingrédients, trouvent peu d'utilisation. L'exception notable est la modification de l'huile. Des polymères peuvent être ajoutés à l'huile afin de maintenir une viscosité constante avec l'augmentation des températures, avec un excellent exemple de cette huile motrice. La plupart des polymères sont utilisés à l'état durci ou vulcanisé pour obtenir les propriétés physiques optimales requises pour l'application et la durée de vie.

Remplissage

Des charges sont ajoutées pour renforcer le polymère pour améliorer les propriétés physiques, mieux traitement et éruption du polymère pour la rentabilité. La grande majorité des applications en caoutchouc sont noires. Cela est dû à l'utilisation d'un remplissage organique de renforcement appelé carbone noir. Ils sont disponibles dans de nombreuses grades qui confèrent chacun leur propre ensemble de propriétés unique au polymère et par la suite le composé et le produit final résultant.

De nombreux charges non renforcées sont utilisées dans des polymères pour fabriquer des produits en caoutchouc non noirs pour les industries, tels que les semelles à chaussures, la nourriture, les produits médicaux et pharmaceutiques. Le seul remplissage non-noir renforçant est la silice. Les charges de cette catégorie sont inorganiques, comme le merlan (carbonate de calcium), le talc (silicate de magnésium), l'argile et la silice (dioxyde de silicium) pour n'en nommer que quelques-uns. Des charges spécialisées pour le retard de flamme et d'autres propriétés sont également disponibles.

Plastifications

Les polymères ont besoin de l'ajout de certains charges pour les améliorer. Les charges ont tendance à augmenter la dureté et à produire des composés rigides et finalement des pièces plus dures. Pour contrebalancer cet effet, des plastificateurs ou des huiles sont utilisés.

Les types les plus courants comprennent:

Huiles minérales
Paraffinique, naphthénique, aromatique

Ceux-ci sont largement utilisés et fournissent un bon traitement en caoutchouc. Ils peuvent être utilisés dans des caoutchoucs de marchandises dans les limites. Pour les caoutchoucs résistants à l'huile et spécialisés, des huiles synthétiques sont utilisées. Ceux-ci ont tendance à être du type d'ester et sont utilisés pour leurs propriétés spécifiques à l'application. Par exemple, offrant une flexibilité à des températures inférieures à zéro, à un retard de flamme ou à des propriétés antistatiques.

Antidéradants

Afin de développer des produits en caoutchouc qui offrent un bon degré de protection dans leur environnement d'application, divers additifs peuvent être ajoutés. La dégradation du polymère peut avoir lieu en raison de l'attaque à partir d'une combinaison de n'importe quel nombre des éléments suivants:

Chimique> oxygène, ozone
Hydrolytique> eau
Thermique> chaleur, pyrolyse
Photolytique> UV
Biologique
Radiation
Mécanique

Divers ingrédients offrent au produit en caoutchouc un niveau de protection en service. Tous les matériaux sont soumis à l'attaque de l'un des éléments ci-dessus. Par exemple, les photons de la lumière, de l'oxygène ou des radicaux d'ozone réagissent avec l'insaturation dans le squelette du polymère et commencent le cycle de dégradation. Les additifs utilisés pour contrer la dégradation absorbent les radicaux libres, empêchant la chaîne de polymère principale d'être attaqué et toute nouvelle dégradation n'ayant pas lieu.

Les produits chimiques que nous utilisons vont des cires microcristallines pour la protection de l'ozone aux protecteurs antioxydants et UV à base de phénol. Les para-phénylènediamines sont couramment utilisées, bien que celles-ci soient une coloration. La plupart des systèmes antidégradants utilisent une combinaison de produits chimiques.

Agents de soufflage, pigments, agents de liaison

Certains additifs sont utilisés pour fournir des propriétés spécifiques aux composés en caoutchouc. Le bleu est la couleur généralement préférée dans l'industrie alimentaire. Les fabricants d'aliments préfèrent également que le caoutchouc soit détectable en métal. De nombreux pigments sont disponibles, qui sont à la fois organiques et inorganiques. L'oxyde rouge et l'ocre jaune sont des exemples de matériaux inorganiques, tandis qu'un exemple de matières organiques est des colorants azoïques.

Afin de coller du caoutchouc au métal ou à d'autres substrats, des agents de liaison peuvent être nécessaires dans le caoutchouc, ainsi que le traitement approprié du substrat. Certaines applications - telles que les profils de portes de voiture - nécessitent un caoutchouc soufflé, en mousse ou en éponge. Les trous ou les cellules du caoutchouc sont créés en ajoutant des matériaux qui libèrent de l'azote pendant le chauffage. La réaction de durcissement emprisonne les gaz à mesure que le caoutchouc se dilate.

Agents de durcissement

Ayant ajouté de nombreux ingrédients au caoutchouc, nous avons maintenant un composé qui a la consistance de la pâte à plastiner. Ce matériau doit être durci sous la chaleur et la pression pour qu'elle prenne une forme qui peut être conservée lorsqu'elle est déformée. Le soufre peut être ajouté pour effectuer des réticulations et fournir un réseau réticulé tridimensionnel. Comme la réaction avec le soufre est lente, divers types d'accélérateurs sont ajoutés pour accélérer ou accélérer la réaction.

Ce processus d'utilisation des accélérateurs permet de fabriquer des produits plus efficacement. Cependant, il faut prendre soin lors de la sélection de ces additifs. En effet, ils influencent de nombreux aspects de la production (sécurité des processus, durée de conservation) et de la durée de vie (densité de réticulation, des propriétés mécaniques dynamiques).

Vous cherchez des informations plus détaillées sur les différents types de caoutchoucs et de polymères avec lesquels nous travaillons? Consultez ensuite nos guides matériels où vous pouvez trouver des FAQ et plus de guides comme celui-ci détaillant tout ce que vous devez savoir. Si vous recherchez des produits en caoutchouc ou en polymère, contactez DLR Elastomer aujourd'hui via notre page de contact ou via LinkedIn et nous pouvons discuter de vos besoins.