Lexique de la technologie des élastomères

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Lexique de la technologie des élastomères

EPDM/Silicone → très faible. TPE/Mousse → plus élevée selon la structure. Critique pour les applications extérieures.

Adhérence des élastomères sur des substrats comme le verre, le métal ou le plastique. Essentiel pour la co-extrusion et le surmoulage. Promoteurs d’adhérence ou traitements plasma améliorent la liaison.

Permet de lier des élastomères comme NBR, FKM ou EPDM avec des métaux ou des plastiques dans des pièces multicomposants.

Additifs qui protègent les élastomères contre l'ozone, les rayons UV et la dégradation thermique. Particuliè-rement pertinent pour des matériaux tels que EPDM, CR et Silicone, utilisés en extérieur.

Terme générique pour les matériaux élastiques. NBR, EPDM, FKM, Silicone, CR, HNBR, etc., en font par-tie – selon l'origine, le type de réticulation et le domaine d'application.

Terme générique pour les polymères élastiques. Inclut NBR, EPDM, Silicone, CR, FKM, HNBR, etc.

Matière non réticulée. Les TPE étant thermoplastiques, ne nécessitent pas de vulcanisation – pas de "caoutchouc brut" au sens classique.

Excellente élasticité, mais sensible aux huiles, à l’ozone et aux UV. Souvent remplacé par EPDM, Silicone ou FKM dans des applications techniques.

Les élastomères comme CR, HNBR ou TPE montrent une bonne résistance aux vibrations et aux chocs – idéaux pour les paliers ou les éléments antivibratoires.

Par exemple : le noir de carbone augmente la résistance (dans NBR, CR), la craie réduit les coûts (par exemple, dans des compounds de PVC bon marché).

Utilisé avec mousse de caoutchouc, EPDM et PVC, par exemple, pour le montage de profils d'étanchéité ou de matériaux isolants.

Les élastomères peuvent être colorés. Silicone → translucide ou coloré. TPE → très large gamme de couleurs.

Le comportement au feu des élastomères est évalué selon des normes internationales portant sur l’inflammabilité, la densité de fumée et la toxicité.

  • Normes principales :

    • EN 45545 (ferroviaire, Europe) : évalue l’inflammabilité, l’opacité des fumées et la toxicité pour le matériel roulant (niveaux de risque HL1–HL3).

    • DIN 4102 (Allemagne) : classes de matériaux B1 (difficilement inflammable), B2 (normalement inflammable), B3 (facilement inflammable).

    • EN 13501-1 (Europe, bâtiment) : classification des matériaux de A1 à F, avec fumées (s1–s3) et gouttelettes (d0–d2).

    • UL 94 (États-Unis, plastiques) : HB, V-2, V-1, V-0, 5VA/5VB.

    • FMVSS 302 (automobile, États-Unis) : vitesse de propagation de flamme en position horizontale.

  • Comportement des matériaux :

    • Silicone : naturellement difficilement inflammable, souvent classé V-0 (UL 94), conforme à l’EN 45545 HL1–HL3.

    • TPE : inflammabilité variable ; nécessite des retardateurs de flamme pour atteindre les classes B-s2,d0 (EN 13501-1) ou EN 45545.

    • EPDM : avec additifs ignifuges, utilisé dans le bâtiment et le ferroviaire.

    • FKM / FFKM : excellente auto-extinction, mais coûteux.

  • Domaines d’application :

    • Construction : EN 13501-1.

    • Ferroviaire : EN 45545 (exigences obligatoires).

    • Automobile : FMVSS 302.

Mélange de caoutchouc brut, charges, agents de vulcanisation et additifs. Chaque matériau – par exemple NBR, HNBR, FKM – a des compounds spécifiques selon les exigences.

Du mélange brut au produit final – rigueur variable selon l’usage (ex : FKM pour l’aéronautique vs. mousse de caoutchouc pour étanchéité simple).

Valeurs typiques des matériaux :
PTFE : très élevée (~2,2g/cm³)
Mousse de caoutchouc : très faible (mousse)
TPE, NBR, EPDM : environ 1,1–1,3g/cm³

Les élastomères se dilatent plus que le verre ou le métal. Les profils doivent compenser ces variations.

Processus chimique (par exemple, la vulcanisation) pour conférer des propriétés élastiques. Pour le TPE, l'élasticité est obtenue physiquement, sans réticulation chimique.

EPDM, FKM et PTFE ont une grande stabilité au stockage, tandis que le caoutchouc naturel et les TPE souples sont plus sensibles.

Niveaux de dureté courants :
TPE : 30–90 Shore A
Mousse de caoutchouc : très souple (~10–30 Shore 00)
PTFE : dur (Shore D)
FKM, HNBR, CR : duretés moyennes à élevées (60–90 Shore A)

Exemples :
TPE : très variable
PTFE : ~60 Shore D
FKM : 70–90 Shore A
Mousse de caoutchouc : très souple (Shore 00)

Caractéristique fondamentale de tous les matériaux mentionnés. Particulièrement élevée pour le caout-chouc naturel, EPDM et Silicone.

Résistant aux UV, à l'ozone, à l'eau chaude et à la vapeur. Non adapté au contact avec les huiles – dans ces cas, NBR, HNBR ou FKM sont préférés.

Tests simulant le vieillissement à long terme (air chaud, ozone, UV, immersion). Permet d’estimer la durée de vie des joints.

NBR gonfle dans les carburants, EPDM dans les huiles.
PTFE, FKM, FFKM sont très résistants à la plupart des agents.

Procédé idéal pour les pièces en TPE, Silicone, PVC, FKM. Permet une production automatisée et pré-cise.

Constituant principal du caoutchouc naturel. Structure similaire dans le IR synthétique, rarement utilisé dans les joints techniques.

Les élastomères comme NBR, HNBR ou CR sont combinés avec des pièces métalliques – par exemple, pour des paliers ou des supports moteur.

Combinaison de différents polymères. Mélanges fréquents : PVC/NBR ou TPE/PP – pour influencer spéci-fiquement l'élasticité, la résistance à la température et la processabilité.

PTFE : très rigide, module élevé
Silicone, mousse de caoutchouc : faible – très élastique
FKM, HNBR : valeurs équilibrées pour applications techniques

Procédé pour la fabrication, par exemple, de joints en mousse de caoutchouc, EPDM, FKM, Silicone ou TPE.

Procédé efficace pour des pièces moulées précises en TPE, FKM, Silicone, CR, etc. Rapide, reproduc-tible, automatisé.

Utilisé pour la production de pièces en mousse de caoutchouc, EPDM, FKM, Silicone.
TPE est généralement transformé par injection.

Très bonne résistance aux huiles, résistance moyenne au vieillissement. Pour une meilleure résistance à la chaleur, on utilise HNBR ; pour une résistance chimique élevée, FKM.

Normes clés actuelles pour les élastomères (sélection ; « EN ISO » = adoption européenne des textes ISO).

Mécanique

  • Traction : ISO 37:2024 (résistance à la traction, allongement, courbes contrainte-déformation).

  • Déchirure : ISO 34-1:2022 (éprouvettes trouser/angle/crescent).

  • Résilience au rebond : ISO 4662:2017 (pendule/tripsomètre).

  • Dureté : ISO 48-2:2018 (dureté IRHD), Shore : défini dans ISO 48-4 (remplace ISO 7619-1).

  • Densité : ISO 2781:2018 (2 méthodes ; contrôle qualité/calcul de masse).

  • Déformation rémanente à la compression (Compression Set) : ISO 815-1:2019 (température ambiante/élevée, méthodes A–C).

Comportement au feu (construction/ferroviaire/automobile)

  • EN 13501-1 (produits de construction : classes européennes A1–F, fumées s1–s3, gouttelettes d0–d2).

  • DIN 4102 (système national historique : B1/B2/B3 ; aujourd’hui largement remplacé par l’EN 13501-1).

  • EN 45545-2 (ferroviaire : exigences matériaux selon HL1–HL3 et catégories R, p. ex. R22/R23 pour joints et tuyaux).

  • UL 94, FMVSS 302 (plastiques/automobile ; références complémentaires, informatives).

Les compounds de caoutchouc (par exemple, EPDM, NBR) sont traités dans un mélangeur interne. Les TPE et PVC sont extrudés thermoplastiquement.

Matériaux hautement résistants : EPDM, FKM, Silicone, CR.
NBR et mousse de caoutchouc sont sensibles sans additifs spécifiques.

Résistance aux sollicitations de flexion répétées. Silicone, EPDM et TPE offrent de bonnes performances ici, importantes pour les joints ou les connexions flexibles.

Matériaux performants :
FFKM : jusqu’à 300°C
PTFE : jusqu’à 260°C
Silicone : jusqu’à 230°C
TPE, NBR : ~100–120°C max

Matériaux de premier choix : FKM, FFKM, PTFE.
Non résistants : EPDM, TPE, mousse de caoutchouc (avec structures cellulaires ouvertes)

Très bons : EPDM, FKM, Silicone, PTFE
Faibles : NBR, PVC, TPE-S → stabilisants nécessaires

Évaluation du comportement des matériaux après contact avec divers milieux (huiles, carburants, eau/vapeur, acides/bases, agents de nettoyage/désinfection).

Normes principales

  • ISO 1817:2024 – Effet des liquides sur les caoutchoucs vulcanisés ou thermoplastiques (variation de masse/volume/dureté/résistance après immersion dans des liquides définis).

  • ASTM D471 – Équivalent américain (souvent corrélé à l’ISO 1817 ; vérifier la corrélation des spécifications).

  • Remarque : la résistance chimique doit toujours être indiquée en fonction de la température et de la durée (ex. 70 h/23 °C, 168 h/100 °C), avec mention du gonflement et de la contrainte initiale.

Comportement typique (indicatif)

  • EPDM : excellente résistance à l’eau chaude/vapeur et aux bases ; faible contre huiles minérales/carburants.

  • NBR/HNBR : excellente résistance aux huiles/carburants ; HNBR plus stable à la chaleur.

  • FKM/FFKM : très haute résistance chimique, y compris carburants/aromatiques.

  • Silicone : bonne résistance à l’eau/alcools/détergents ; sensible aux huiles minérales/hydrocarbures.

  • TPE : fortement dépendant du type (TPE-S, -V, -E, -U, etc.) ; toujours vérifier selon milieu et température.

Essais complémentaires

  • Abrasion : ISO 4649:2024 (perte de volume au tambour, méthodes A/B).

  • Perméabilité gaz/vapeur : ISO 2782-1:2022 (méthodes de pression différentielle), ISO 2782-2:2018 (transfert gazeux).

  • Résistance à l’ozone : ISO 1431-1:2022 (analyse visuelle/image, climat normalisé, concentration d’ozone définie).

Chimique pour EPDM, FKM, NBR – physique pour TPE. Elle détermine les propriétés mécaniques finales.

Alternative à la réticulation au soufre – utilisée pour FKM, EPDM, Silicone. Donne une meilleure résistance à la température et une faible émission.

Élastomère haute performance avec un comportement exceptionnel face aux températures et au vieillissement.

  • Types:

    • HTV (caoutchouc solide, vulcanisation haute température) → adapté à l’extrusion (profilés, tuyaux) et au moulage par injection (pièces moulées).

    • LSR (Liquid Silicone Rubber) → liquide, pour pièces injectées de précision, y compris en technologie bi-matière.

    • RTV (Room Temperature Vulcanizing) → mono- ou bicomposant, durcissant à température ambiante, par ex. pour joints et scellements.

  • Propriétés:

    • Plage de température : −50 à +250 °C (jusqu’à +300 °C pour certains grades).

    • Excellente résistance aux intempéries, à l’ozone et aux UV.

    • Flexible même à très basse température (jusqu’à −60 °C).

    • Isolant électrique ou semi-conducteur.

    • Neutre en odeur et goût, compatible eau potable et alimentaire.

  • Caractéristiques mécaniques:

    • Densité : 1,05–1,35 g/cm³

    • Dureté : 5–90 Shore A

    • Résistance à la traction : 5–11 N/mm²

    • Allongement à la rupture : 100–900 %

    • Résistance à la déchirure : 5–50 N/mm

    • Compression set (175 °C, 22h) : 20–25 %

  • Transformation:

    • Extrusion : profilés continus pour portes, fenêtres, façades, tuyaux.

    • Injection : pièces moulées en HTV ou LSR (joints, manchons, membranes).

    • RTV : joints et scellements appliqués sur site.

  • Applications typiques:

    • Joints pour portes et fenêtres, profilés de façades.

    • Joints sanitaires et pièces moulées.

    • Applications dans le secteur automobile et mobile.

TPE est parfait pour les bi-matériaux (ex. soft-touch).
Peut être combiné avec métal, PP, PA, etc.

Phénomène indésirable lors de la vulcanisation prolongée. Problématique notamment pour EPDM, NBR – pas concerné pour TPE (pas de vulcanisation).

Test de résilience aux chocs – rarement utilisé pour le caoutchouc, mais pertinent pour TPE ou PVC dans des pièces soumises à des chocs.

Famille de matériaux combinant les propriétés du caoutchouc et du thermoplastique.

  • Propriétés:

    • Élastique sans réticulation chimique, retraitable

    • Dureté : 30–90 Shore A

    • Résistance thermique jusqu’à 100–120 °C

    • Bonne élasticité, recyclable

  • Transformation: extrusion, injection bi-composant, surmoulage avec plastiques rigides

  • Applications typiques: joints pour portes et fenêtres, joints d’huisseries, profilés de façades, joints pour applications mobiles

Étape clé pour les caoutchoucs classiques – pas nécessaire pour TPE ou PVC.