Les 5 meilleurs élastomères pour les applications de joints d'étanchéité
Que sont les élastomères ? Ce terme dérive d’« élasticité », une des propriétés fondamentales du caoutchouc. Les mots « caoutchouc » et « élastomère » sont souvent utilisés indifféremment pour désigner les polymères viscoélastiques, communément appelés « élasticité ». Les propriétés intrinsèques des élastomères comprennent la flexibilité, une grande capacité d’allongement et une combinaison de résilience et d’amortissement (l’amortissement est une propriété du caoutchouc qui lui permet de convertir l’énergie mécanique en chaleur lorsqu’il est soumis à une déformation). Cet ensemble unique de propriétés fait des élastomères un matériau idéal pour les joints, les garnitures d’étanchéité, les isolateurs, etc.
Au fil des ans, la production d'élastomères a évolué, passant du caoutchouc naturel issu du latex d'arbres à des mélanges de caoutchouc hautement techniques. Ces mélanges permettent d'obtenir des propriétés spécifiques grâce à des additifs tels que des charges ou des plastifiants, ou en modulant les proportions au sein de la structure du copolymère. Cette évolution offre une multitude de possibilités en matière d'élastomères, qui peuvent être conçus, fabriqués et commercialisés.
Pour choisir le matériau adéquat, il convient d'examiner les critères de performance généralement admis pour les élastomères utilisés dans les joints d'étanchéité. Lors de la sélection d'un matériau performant, les ingénieurs doivent souvent prendre en compte de nombreux facteurs. Les conditions de service, telles que la plage de températures de fonctionnement, les conditions environnementales, le contact chimique et les exigences mécaniques ou physiques, doivent être soigneusement étudiées. Selon l'application, ces conditions peuvent avoir un impact considérable sur les performances et la durée de vie d'un joint d'étanchéité en élastomère.
En gardant ces notions à l'esprit, examinons cinq des élastomères les plus couramment utilisés pour les applications de joints et d'étanchéité.
1)Buna-N/Nitrile/NBR
Tous ces termes sont synonymes ; ce copolymère de caoutchouc synthétique d'acrylonitrile (ACN) et de butadiène, ou caoutchouc nitrile butadiène (NBR), est un choix populaire souvent spécifié lorsque de l'essence, de l'huile et/ou des graisses sont présentes.
Principales propriétés :
Plage de température maximale de ~ -54°C à 121°C (-65° – 250°F).
Très bonne résistance aux huiles, aux solvants et aux carburants.
Bonne résistance à l'abrasion, à la déformation à froid et à la déchirure.
Préféré pour les applications avec de l'azote ou de l'hélium.
Faible résistance aux UV, à l'ozone et aux intempéries.
Faible résistance aux cétones et aux hydrocarbures chlorés.
Utilisé le plus souvent dans :
Applications de gestion du carburant dans les secteurs aérospatial et automobile
Coût relatif :
Faible à modéré
2)EPDM
La composition de l'EPDM débute par la copolymérisation de l'éthylène et du propylène. Un troisième monomère, un diène, est ajouté afin de permettre la vulcanisation du matériau avec du soufre. Le composé obtenu est appelé monomère d'éthylène-propylène-diène (EPDM).
Principales propriétés :
Plage de température maximale de ~ -59°C à 149°C (-75° – 300°F).
Excellente résistance à la chaleur, à l'ozone et aux intempéries.
Bonne résistance aux substances polaires et à la vapeur.
Excellentes propriétés d'isolation électrique.
Bonne résistance aux cétones, aux acides dilués ordinaires et aux bases.
Faible résistance aux huiles, à l'essence et au kérosène.
Faible résistance aux hydrocarbures aliphatiques, aux solvants halogénés et aux acides concentrés.
Utilisé le plus souvent dans :
Environnements réfrigérés/chambres froides
Applications pour systèmes de refroidissement et joints d'étanchéité automobiles
Coût relatif :
Faible à modéré
3) Néoprène
La famille des caoutchoucs synthétiques néoprène est produite par la polymérisation du chloroprène et est également connue sous le nom de polychloroprène ou chloroprène (CR).
Principales propriétés :
Plage de température maximale de ~ -57°C à 138°C (-70° – 280°F).
Excellentes propriétés de résistance aux chocs, à l'abrasion et aux flammes.
Bonne résistance à la déchirure et à la compression.
Excellente résistance à l'eau.
Bonne résistance à une exposition modérée à l'ozone, aux UV et aux intempéries, ainsi qu'aux huiles, aux graisses et aux solvants doux.
Faible résistance aux acides forts, aux solvants, aux esters et aux cétones.
Faible résistance aux hydrocarbures chlorés, aromatiques et nitrés.
Utilisé le plus souvent dans :
Applications en milieu aquatique
Électronique
Coût relatif :
Faible
4) Silicone
Les caoutchoucs de silicone sont des polysiloxanes vinylméthyliques à haute viscosité (VMQ) qui présentent d'excellentes performances dans des environnements thermiques exigeants. Grâce à leur pureté, ils sont particulièrement adaptés aux applications hygiéniques.
Principales propriétés :
Plage de température maximale de ~ -100°C à 250°C (-148° – 482°F).
Excellente résistance aux hautes températures.
Résistance exceptionnelle aux UV, à l'ozone et aux intempéries.
Présente la meilleure flexibilité à basse température parmi les matériaux listés.
Très bonnes propriétés diélectriques.
Faible résistance à la traction et à la déchirure.
Faible résistance aux solvants, aux huiles et aux acides concentrés.
Faible résistance à la vapeur.
Utilisé le plus souvent dans :
Applications alimentaires et de boissons
Applications en milieu pharmaceutique (à l'exception de la stérilisation à la vapeur)
Coût relatif :
Modéré à élevé
5) Fluoroélastomère/Viton®
Les fluoroélastomères Viton® sont classés sous la désignation FKM. Cette classe d'élastomères est une famille composée de copolymères d'hexafluoropropylène (HFP) et de fluorure de vinylidène (VDF ou VF2).
Des terpolymères de tétrafluoroéthylène (TFE), de fluorure de vinylidène (VDF) et d'hexafluoropropylène (HFP) ainsi que des spécialités contenant du perfluorométhylvinyléther (PMVE) sont observés dans les qualités avancées.
Le FKM est reconnu comme la solution de choix lorsque des températures élevées et une résistance chimique sont requises.
Principales propriétés :
Plage de température maximale de ~ -30°C à 315°C (-20° – 600°F).
Résistance optimale aux hautes températures.
Résistance exceptionnelle aux UV, à l'ozone et aux intempéries.
Faible résistance aux cétones et aux esters de faible poids moléculaire.
Faible résistance aux alcools et aux composés nitrés
Faible résistance aux basses températures.
Utilisé le plus souvent dans :
Applications d'étanchéité aquatiques/de plongée sous-marine
Applications des carburants automobiles à forte concentration de biodiesel
Applications des joints d'étanchéité aérospatiaux pour les systèmes de carburant, de lubrifiants et hydrauliques
Coût relatif :
Haut
Date de publication : 15 avril 2020