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- DE LA SILICEAU SILICONE RÉTICULÉ
Origine et transformation du silicone
Les silicones sont tous issus d’un seul et même composé chimique le plus présent sur terre : le dioxyde de silicium ou silice noté SiO2 en chimie. La silice ou dioxyde de silicium est communément apparentée au quartz, au sable et au verre.
Afin d’obtenir une matière première exploitable, de nombreuses étapes sont nécessaires. Après isolement de l’élément chimique silicium noté Si en chimie, différentes réactions chimiques dont notamment la synthèse et la distillation vont permettre d’obtenir des chaines plus ou moins longues de polysiloxane ou plus couramment appelé polymères, constituant de base des silicones.
Les groupes R et R’, constituant la longueur des chaines, peuvent être des groupes fonctionnels, réactifs ou non. Ces groupes fonctionnels permettront d’engendrer des propriétés techniques différentes. Les groupes fonctionnels les plus communs étant :
• les groupes réactifs: vinylique, hydrogénosilane et silanol ;
• les groupes non réactifs : méthyl, phényle et fluoro.
Les polymères se présentent sous deux formes principales :
« Liquide » : dans ce cas, les nombres de répétition m et n présenté dans l’image « Structure des polysiloxanes » sont qualifiés de « petits » : nous obtenons donc des chaines courtes. Ainsi, la viscosité du polymère sera faible et nous serons donc confrontés à un LSR (Liquid Silicone Rubber).
Type de catalyseur et mode de réticulation
Catalyseur : substance qui déclenche une réaction
Vulcanisation ou Réticulation : Changement d’état ; Passage de la matière première au produit transformé
Les changements d’état ou réticulation des mélanges de silicones se font de deux manières :
soit par apport de chaleur, nous parlons alors de High Temperature Vulcanisation (HTV) ou Elastomere Vulcanisable à Chaud (EVC)
soit avec l’humidité relative de l’air ambiant, nous parlons alors de Room Temperature Vulcanisation (RTV) ou Caoutchouc Vulcanisable A Froid (RTV). Les silicones RTV sont utilisées pour le collage et assemblage (mono composant) ou pour la création de moule (bi-composant).
Deux catalyseurs sont prépondérants dans les modes opératoires :
les peroxydes : offrant des propriétés performantes à la fatigabilité, ils sont utilisés pour des applications standards;
et les platines : ne contiennent pas de chlore, peuvent être utilisés sans post cuisson et sont particulièrement intégrés aux bases à destination de l'agroalimentaire, du médical et du chirurgical.
Les silicones péroxydés sont des HTV et présents seulement en HCR. La décomposition du peroxyde génère des radicaux libres permettant de lier un groupe fonctionnel vinylique avec un groupe fonctionnel méthyl. Cette opération permet de lier toutes les chaines moléculaires entre elle. Afin d’éviter l’apparition d’une pellicule blanche sur le produit, une post cuisson de 4h à 200°C est nécessaire. Les silicones peroxydes sont connues pour leurs bonnes propriétés mécaniques, leurs bonnes durées de vie et leurs coûts plus faibles que les silicones platine.
Propriétés intrinsèques en fonctions des types de groupes fonctionnels
La propriété dite caoutchouteuse des silicones permet de présenter des indices de duretés normalisées de 0 à 100 Shore A, et des allongements ruptures des plus performants associés à des tenues au déchirement. Les silicones ont également des capacités d’adhérence naturelle et sont hydrophobes.
Les cellules ouvertes des silicones permettent l’intégration de charge active et passive augmentant les propriétés thermiques, résistances vapeur, à la flamme, diminuant le coefficient d’adhérence, charges économiques, etc.
En fonction de l’utilisation et des caractéristiques souhaitées, nous vous orientons vers le bon choix de silicone, tant en dureté que groupe fonctionnel, suite à notre expérience ou à travers des essais.
Les silicones VMQ (siloxane comportant des groupes vinyliques) sont utilisés de manière générale. Ils ont une plage d’utilisation en température allant de -50 à +200°C. Les duretés vont de 7 à 90 +/- 5 shA, catalysés au platine ou au peroxyde.
Les silicones PVMQ (siloxane comportant des groupes fonctionnels phénylés et vinyliques), comportant des groupes phényl, permettent une utilisation du produit à des très basses températures jusqu’à -110°C.
Les silicones fluoré FVMQ (siloxane comportant des groupes fonctionnels fluorés et vinyliques) ont les même caractéristiques que les VMQ mais présentent un meilleur comportement au contact des huiles, solvants et hydrocarbures.
Ainsi les silicones peuvent répondre à diverses homologations spécifiques, se déclinant dans une infinité de couleurs et de duretés.