Vulcanisation

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La vulcanisation (ou curage) est le procédé de pontage des longues molécules de caoutchouc pour le rendre moins plastique mais plus élastique.
Vulcanisation

La vulcanisation (ou curage) est le procédé de pontage des longues molécules de caoutchouc pour le rendre moins plastique mais plus élastique.

Technique

Après polymérisation, en présence d’un système réticulant, les macromolécules repliées forment un réseau tridimensionnel sans direction privilégiée les poussant à revenir à l’état initial quand la contrainte est relâchée. La représentation la plus visuelle pour expliquer ce phénomène est le plat de spaghetti. Le polymère de caoutchouc est un spaghetto. Si on a un plat de spaghetti, on ne peut pas saisir un seul spaghetto, les Force de van der Waals (force de type électrostatique), que l'on retrouve au sein du caoutchouc en assurent la cohésion. Toutefois, si l'on prend le temps de tirer doucement sur le spaghetto, on peut n'extraire que lui. Pareillement le caoutchouc naturel n'a pas de consistance solide, il coule. Si l'on fait une bille de caoutchouc pur et que nous la posons sur un support plan, elle va couler pour former une flaque de caoutchouc à la manière d'un liquide. Cette expérience dure quelques heures. Ainsi, au premier abord, le caoutchouc peut paraître élastique et d'ailleurs la bille précédemment formée rebondit très bien. Les forces de Van der Waals assurent une cohésion suffisante pour permettre une certaine élasticité. Pour fixer le phénomène de fonte et ajouter de la cohésion, on introduit du soufre. Ce dernier est mélangé au caoutchouc, la cuisson permet un apport d'énergie pour que des liaisons électroniques (schématiquement, un échange d'électron) s'effectuent entre le soufre et les monomères du caoutchouc. Cela permet donc la connexion entre deux polymères et ainsi une cohésion durable du caoutchouc. Il apparaît ainsi que le dosage du soufre est essentiel, trop de soufre et le caoutchouc ne sera plus élastique (trop de monomères seront fixés ensembles), pas assez de soufre entraînant, pour sa part, moins de cohésion, et donc une durée de vie plus faible. Notons aussi que l'introduction de trop de soufre diminue, à terme, l'effet des forces de Van der Waals, ces dernières jouant un rôle extrêmement important dans la tenue de route de l'automobile. C'est le cœur de l'art et la science de la fabrication des pneumatiques.

Histoire

Charles Goodyear l'a découvert en janvier 1840 et son nom provient du dieu romain Vulcain, un forgeron.

Fabrication

L'élastomère est le composant principal d’un mélange qui peut comporter entre 10 et 20 ingrédients différents. Certains sont nécessaires pour la vulcanisation (soufre, péroxyde), d’autres permettent d’en accélérer le processus. Certains autres protègent (antioxygènes, ...), ramollissent (huiles, graisses, acides gras, ...), ou encore colorent (oxyde de zinc, lithopone, ...). Pour faciliter le mélange de ces ingrédients, on utilise un solvant. Les produits à base de carbonate de calcium ou de sulface de baryum améliorent son aspect. Le noir de carbone augmente la résistance à l'abrasion. Catégorie:Procédé chimique be-x-old:Вулканізацыя cs:Vulkanizace de:Vulkanisation en:Vulcanization es:Vulcanización he:גיפור it:Vulcanizzazione ja:加硫 nl:Vulkanisatie pl:Wulkanizacja ru:Вулканизация sl:Vulkanizacija uk:Вулканізація
Sujets connexes
Abrasion   Automobile   Caoutchouc (matériau)   Carbonate de calcium   Carbone   Charles Goodyear   Cuisson   Déformation plastique   Déformation élastique   Force de van der Waals   Huile   Monomère   Pneumatique (véhicule)   Polymère   Polymérisation   Pontage   Réticulation   Solvant   Soufre   Spaghetti   Vulcain (mythologie)  
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