THESE DE DOCTORAT DE L'UNIVERSITE PARIS VI - LISMMA

ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE1.1 propriétés générales des élastomères1.1.1 Qu’est ce que le caoutchouc ?Le caoutchouc naturel et ses homologues synthétiques, les élastomères,sont fortement répandus dans le domaine de l’industrie. La multiplicité desutilisations des élastomères provient de caractéristiques mécaniques très intéressantes:– Capacité à subir de grandes déformations sous faible compressibilité.– Capacité à dissiper de l’énergie, phénomène qui permet d’obtenir despropriétés d’isolation vibratoire et acoustique.Le préfixe "élasto" rappelle les grandes déformations élastiques possibles,tandis que le suffixe "mère" évoque leur nature de polymères, et donc leurconstitution macro moléculaire. A l’état brut, le caoutchouc n’a guère de possibilitésd’emploi pratique. Pour obtenir un produit présentant de meilleurespropriétés mécaniques, le caoutchouc brut doit subir un traitement chimiqueappelé vulcanisation : ce procédé consiste à malaxer du caoutchouc brut, ày ajouter du soufre et à chauffer le mélange. L’ensemble se transforme en unmatériau élastique, stable dans une gamme de température beaucoup pluslarge, et résistant au fluage sous contrainte. Ce procédé de vulcanisation,fut découvert accidentellement par GOODYEAR en 1839 et est encore à labase de l’industrie de fabrication du caoutchouc. La réticulation (pontageentre les chaînes moléculaires) est nécessaire car sans elle le comportementserait de type fluide avec un écoulement libre des molécules les unes parrapport aux autres. Après polymérisation, en présence d’un système réticulant,les macro molécules forment un réseau tridimensionnel sans directionprivilégiée. La capacité du caoutchouc vulcanisé à subir de fortes amplitudesde déformations élastiques est due essentiellement à la nature repliée de ceschaînes : elles peuvent être étirées et s’orienter elles mêmes dans la directionde l’allongement, les liaisons les poussant à revenir à l’état initial quand lacontrainte est relâchée. Le matériau élastomère n’est jamais utilisé seul, maiscomme composant d’un mélange qui peut comporter 10 à 20 composantsdifférents. Certains sont nécessaires pour la vulcanisation (soufre, oxyde dezinc ...), d’autres permettent d’en accélérer le processus. Les caoutchoucs quine contiennent que des agents de mise en oeuvre et des produits chimiquesdestinés à la protection, la coloration et la vulcanisation, sont appelés caoutchoucspure gomme, ou non chargés. Mais la majorité des caoutchoucsutilisés pour les applications mécaniques contiennent une charge : les chargespeuvent améliorer l’élasticité du produit final sans augmenter sa résistance(ce sont des produits à base de carbonate de calcium ou de sulfate de baryum).Par ailleurs, les charges peuvent améliorer la résistance du produit22