De nos jours, le caoutchouc de silicone et le caoutchouc ordinaire sont utilisés dans divers domaines de notre vie quotidienne. Des poignées en caoutchouc aux ustensiles de cuisine en passant par les composants médicaux et aéronautiques, le caoutchouc de silicone et le caoutchouc ordinaire sont omniprésents. Lors de la conception de produits, en particulier d'applications renforcées par des composants en caoutchouc, il est essentiel de choisir le bon type de caoutchouc entre le silicone et le caoutchouc. En comprenant les différences subtiles entre les deux matériaux, on peut fabriquer un produit plus satisfaisant que si l'on ne prête pas attention aux subtilités.

Lors de la sélection de matériaux destinés à la fabrication de divers produits et marchandises, il est nécessaire de reconnaître les avantages et les inconvénients des nombreux types de caoutchouc actuellement disponibles sur le marché de la consommation. De nombreux produits en caoutchouc se sont révélés polyvalents. Les caoutchoucs de silicone et les caoutchoucs ordinaires sont les deux types de caoutchouc les plus utilisés dans différentes industries. Ces matériaux ont des propriétés, des applications et des processus de fabrication très différents.

Avec cet article de blog, nous ne nous contentons pas d'informer les fabricants, les consommateurs et les experts de l'industrie sur la diversité des types de traitement du caoutchouc, mais nous leur donnons également un aperçu de la diversité des types de traitement du caoutchouc.

Connaissance de base du silicone et du caoutchouc ordinaire

Qu'est-ce que le caoutchouc de silicone ?

Caoutchouc de silicone est un polymère hydrocarboné dont les principaux composants sont le silicium, le carbone, l'hydrogène et l'oxygène. Il s'agit d'un matériau synthétique artificiel. Il est apprécié pour ses excellentes propriétés telles qu'une bonne résistance à la chaleur, une excellente flexibilité et la biocompatibilité. Cela en fait un choix de premier plan pour les applications soumises à d'importants changements de température ou à d'autres conditions défavorables.

Le caoutchouc de silicone est couramment utilisé dans des applications où les températures extrêmes et les risques environnementaux sont préoccupants, comme les joints et les produits d'étanchéité dans le secteur automobile. Sa polyvalence est décrite par la possibilité qu'il offre de créer différentes qualités, notamment des silicones conducteurs, ignifuges et de qualité médicale.

Qu'est-ce que le caoutchouc ordinaire ?

Souvent appelé caoutchouc ou caoutchouc naturel, il est extrait du latex, produit naturel de l'hévéa, qui est un composé naturel produit par l'hévéa. Les principaux composants chimiques sont séparés, laissant le cis-1,4-polyisoprène et quelques impuretés sous forme de protéines, d'eau et de composés inorganiques. Ses propriétés sont une grande élasticité, une bonne résistance à la traction, une résistance considérable à l'usure et à la déchirure, et une résistance à l'abrasion aux solvants et à l'humidité.

Le caoutchouc ordinaire est une option peu coûteuse pour de nombreux usages quotidiens, tels que les pneus ou les chaussures. On le trouve partout et dans de nombreux objets. Bien que le caoutchouc ordinaire ne soit pas aussi résistant que le silicone en termes de résistance chimique, ce matériau présente de nombreux points communs avec lui en termes de flexibilité et de résistance à la traction.

L'origine du caoutchouc de silicone

Les élastomères de silicone, un composé apparu récemment, sont devenus un matériau très rare doté d'une excellente résistance thermique, chimique et électrique ainsi que de propriétés de flexibilité (principalement dans des conditions extrêmes). Le caoutchouc ordinaire, bien qu'il soit un matériau typique pour de nombreuses applications, ne possède pas intrinsèquement toutes les qualités de résistance qu'offre le caoutchouc de silicone.

1. Ce qui différencie le silicone

Le caoutchouc silicone est unique en ce sens qu'il peut résister à des températures allant de -55 à 300 degrés Celsius sans montrer aucun signe de changement de qualité mécanique ou physique, ce qui est généralement le cas dans les applications de chaleur ou de froid extrêmes. Il est donc idéal pour ce type d'applications. Tout d'abord, les silicones ne fondent pas, ne brûlent pas et ne fondent pas comme n'importe quel caoutchouc ordinaire ; ils sont thermiquement stables, chimiquement inertes et ne réagissent pas aux forces extrêmes. Par conséquent, les silicones fonctionnent bien dans des conditions où la plupart des caoutchoucs s'abîmeraient en temps voulu.

2. Explorer la chimie

En ce qui concerne la résistance chimique, c'est là que les choses deviennent floues. Le caoutchouc non affecté (ici aussi utilisé dans des conditions normales) peut dissoudre différents composés. Cependant, le silicone à base de caoutchouc confère à ce matériau une résistance sans compromis non seulement aux agents les plus agressifs ou corrosifs, mais aussi aux attaques chimiques. Cette propriété en fait un choix efficace pour une large gamme de produits chimiques, sauf là où d'autres caoutchoucs échoueraient complètement.

Comprendre les différences fondamentales

Composition chimique

Le caoutchouc de silicone est fabriqué à partir de silice, un élément souterrain dont le poids n'est surpassé que par celui de l'oxygène. Ce composant détermine chimiquement les propriétés du polymère, notamment son excellente résistance à la chaleur.

Bien que le caoutchouc naturel soit connu pour sa composition chimique moins complexe que le caoutchouc synthétique, qui est quant à lui basé sur des hydrocarbures. C'est pourquoi le caoutchouc ordinaire est plus affecté lorsqu'il est exposé à des influences environnementales fortes que le caoutchouc synthétique. caoutchouc de silicone.

Comportement mécanique

Le caoutchouc silicone présente une résistance élevée à l'usure et à l'allongement, ce qui lui permet de supporter différentes charges mécaniques causées par la compression, la déformation et le cisaillement sans se fissurer ni changer de forme initiale. En revanche, le caoutchouc présente généralement une excellente résilience et une bonne résistance à l'usure, ce qui signifie qu'il convient aux surfaces qui sont souvent en contact avec des objets durs et rigides et qui sont soumises à des chocs.

Résistance thermique

Le caoutchouc silicone peut obtenir les meilleures notes dans les tests de températures extrêmes car il conserve ses propriétés à des températures aussi élevées que 500°F (260°C) et aussi basses que -100°F (-70°C). Le caoutchouc que nous utilisons couramment est généralement de nature organique et, par conséquent, son utilisation est limitée à une plage de températures élevées d'environ 140°F (60°C).

Applications et industries

Silicium pour les industries électronique et médicale

La biointégrité des silicones est considérée comme un avantage majeur, ce qui rend l'industrie importante dans le domaine médical où des dispositifs tels que des prothèses et des implants sont fournis. En plus de ses propriétés électriques, il enveloppe et isole efficacement les composants électroniques, en particulier à des températures élevées.

Caoutchouc commun dans les pneus et les pièces automobiles

La grande robustesse du caoutchouc s'étend à ses propriétés mécaniques, ce qui en fait un standard dans l'industrie automobile, incorporant la production de pneus, de joints et de divers composants mécaniques. Les propriétés d'absorption et de résistance aux chocs de l'(EVA) ne sont pas seulement utilisées dans les équipements et les chaussures de sport, mais s'étendent également à la structure des chaussures, où l'atterrissage en douceur et l'amortissement du pied sont des exigences importantes.

Différences de fabrication

Processus de vulcanisation

La fabrication du caoutchouc ordinaire nécessite une vulcanisation, un processus chimique utilisé pour transformer le caoutchouc naturel ou les polymères apparentés en un matériau plus durable. Cette méthode implique généralement l'utilisation de soufre et d'autres agents de vulcanisation lors du chauffage du caoutchouc. En fait, le caoutchouc de silicone n'a pas besoin d'être vulcanisé comme les polymères, car il commence à former un réseau dès le départ.

Moulage et processabilité

En raison de sa plus grande stabilité thermique, caoutchouc de silicone est le choix préféré de nombreuses industries car il peut être façonné dans des formes très complexes à l'aide de nombreux procédés différents, notamment le moulage par compression, le moulage par transfert et le moulage par injection de caoutchouc de silicone liquide (LSR). Une alternative au caoutchouc ordinaire consiste à utiliser le silicone, qui est très malléable mais nécessite un contrôle plus précis de la température et de la pression de la machine au cours de la production.

Impact environnemental et durabilité

Biodégradabilité et élimination

Le caoutchouc est la substance la plus courante. Bien qu'il s'agisse de caoutchouc naturel, il se décompose s'il est laissé à l'abandon pendant une longue période. Comme le processus peut être lent et impliquer des conditions spécifiques, les résultats seront également lents. Un inconvénient environnemental du caoutchouc de silicone peut également être qu'il ne se décompose pas facilement.

En fait, au cours des dernières décennies, les déchets de silicone sont devenus moins problématiques grâce au développement continu de nouvelles technologies et du recyclage. Les technologies innovantes et de recyclage atténuent progressivement le problème des déchets de silicone.

Ressources renouvelables

Le caoutchouc naturel peut être extrait des hévéas cultivés dans des plantations d'hévéas respectueuses de l'environnement. En outre, de plus en plus de fabricants et de consommateurs préfèrent le caoutchouc issu de pratiques responsables et écologiques, de sorte que le processus de production est respectueux de l'environnement. Toutefois, le caoutchouc de silicone est principalement fabriqué à partir de silanes obtenus à partir de silicates présents dans le sable broyé, un sous-produit de la combustion de sources de biomasse.

Considérations sur les coûts

Coûts de production

La raison pour laquelle le caoutchouc de silicone est plus cher à produire peut être due à la nature de ses matières premières et à ce qui semble être des techniques de fabrication plus complexes. En outre, le processus de moulage du caoutchouc de silicone souple nécessite souvent des moules spéciaux coûteux, ce qui augmente également le prix du produit initial.

Durabilité à long terme

Depuis caoutchouc de silicone Bien que les coûts de démarrage soient plus élevés que pour d'autres matériaux, la durabilité du caoutchouc de silicone en vaut souvent la peine. La production de silicone dépasse souvent son rendement dans les applications où la résistance à la chaleur et les propriétés de vieillissement sont favorables. Les produits en silicone durent plus longtemps et permettent de gagner beaucoup de temps.

Étude de cas : Joints en silicone contre joints en caoutchouc ordinaires

Les joints d'étanchéité en silicone et les joints d'étanchéité en caoutchouc ordinaire sont des matériaux d'étanchéité courants, mais ils présentent certaines différences en termes de performances et d'utilisation.

Matériau

Les bagues d'étanchéité en caoutchouc ordinaire sont fabriquées en caoutchouc naturel ou synthétique, tandis que les bagues d'étanchéité en silicone sont fabriquées en caoutchouc de silicone. Le caoutchouc est un caoutchouc naturel, dérivé du latex produit par les hévéas, tandis que le caoutchouc de silicone est fabriqué à partir de chaînes de polymères, qui sont des molécules à longue chaîne dérivées du pétrole raffiné et du charbon. On peut constater que le caoutchouc de silicone est supérieur au caoutchouc ordinaire en termes de résistance aux températures élevées et à la corrosion, ce qui lui confère une plus grande importance pratique pour diverses applications spéciales.

Résistance à la température

Les joints en silicone présentent de meilleures capacités de fonctionnement que les joints en caoutchouc standard dans la plage de température de -60°C-230°С. Ils peuvent donc fonctionner sans problème dans la plage de température spécifiée. Cette performance à haute température confère à ce matériau de nombreux avantages et il est largement utilisé dans les applications qui requièrent une résistance à haute température, telles que les tuyaux de climatisation automobile, les joints d'essence et les systèmes d'air comprimé, les moteurs d'avion, les dispositifs photovoltaïques et d'autres domaines. Les joints en caoutchouc standard ont une plage de température de fonctionnement limitée par rapport à la plage de température ambiante, généralement de -40°C à -120°C.

Résistance chimique

Les matériaux d'étanchéité en silicone sont plus résistants aux agents chimiques que leurs homologues en caoutchouc. Les petits joints en silicone, tels que les joints toriques, les joints d'étanchéité, etc., sont largement utilisés dans les environnements difficiles.

Par exemple, les acides, les alcalis et les solvants organiques corroderont les joints en caoutchouc ordinaires, alors que les joints en silicone peuvent résister à ces milieux et fonctionner. Par conséquent, en raison des particularités de certains domaines industriels, tels que les industries pharmaceutiques, chimiques et d'exploration pétrolière, il est nécessaire de choisir des joints d'étanchéité en silicone.

Performance d'étanchéité

Par rapport aux joints d'étanchéité en caoutchouc, les joints d'étanchéité en silicone améliorent l'efficacité de l'étanchéité. Les joints d'étanchéité pour gaz et fluides en silicone sont efficaces pour prévenir les fuites, car le caoutchouc est moins susceptible de devenir cassant et dur, et les joints ont une durée de vie relativement longue.

Parmi les avantages de l'utilisation des joints en silicone, il s'agit d'un facteur majeur qui a rendu les joints en silicone populaires dans des secteurs industriels tels que la fabrication automobile, les systèmes aérospatiaux, l'électronique et d'autres industries qui requièrent des joints en silicone en grandes quantités.

Coût

Une des raisons pour lesquelles les joints en silicone coûtent plus cher que les anneaux en caoutchouc ordinaires est la qualité du matériau. En effet, le coût des matières premières en silicone est élevé et le processus de production est complexe.

Cependant, dans des cas particuliers, la résistance aux températures élevées, la résistance aux produits chimiques et l'excellente performance d'étanchéité des joints en silicone dépassent leur coût et sont plus acceptables que les joints en caoutchouc traditionnels.

En définitive, ces deux méthodes d'étanchéité (joints en silicone et joints en caoutchouc ordinaire) ont les mêmes principes de base, mais chacune a ses propres avantages et inconvénients.

Dans la pratique, les matériaux d'étanchéité sont sélectionnés en fonction des besoins du projet et des conditions réelles.

Quand choisir le caoutchouc silicone ?

Contrairement au caoutchouc naturel, le caoutchouc de silicone peut être un choix polyvalent dans certaines applications parce que.. :

1. Environnement extrême

Nous pouvons ainsi définir avec précision la plage dans laquelle le silicone peut fonctionner, ce qui est très utile, en particulier dans les grandes cuisines et les cuisines industrielles qui connaissent parfois des températures extrêmes. Prenons le cas des applications aérospatiales, où les pièces doivent fonctionner à des températures supérieures aux limites acceptables, et où les dispositifs médicaux doivent être cumulativement exposés à diverses procédures de stérilisation.

2. Applications médicales et alimentaires

Sa biocompatibilité et son utilisation dans les prothèses, les cathéters et les tubes médicaux font du silicone de qualité médicale un matériau incontournable. En revanche, le silicone de qualité alimentaire devrait être utilisé en priorité pour les ustensiles de cuisson et les ustensiles de cuisine, car il ne s'imprègne pas dans les aliments, passe au lave-vaisselle et est antiadhésif.

3. Équipements électriques et électroniques

Outre la capacité du silicone à résister à des tensions élevées et ses propriétés isolantes, les compagnies d'électricité, ainsi que les fabricants de silicone et d'électronique, l'ont trouvé indispensable dans les câbles, les connecteurs et d'autres composants électroniques.

Il est connu pour sa nature écologique et est donc très populaire dans l'industrie des semi-conducteurs.

Quand choisir le caoutchouc ordinaire

1. Tous les jours Éléments et paramètres généraux

En effet, les tâches quotidiennes simples, comme le transport de charges ou de simples biens de consommation, nécessitent rarement autre chose que du caoutchouc ordinaire. On pense que sa plus grande élasticité est liée à son faible coût, ce qui le rend compatible avec les articles de sport tels que les ballons, les chaussures et les élastiques.

2. Applications industrielles

Par exemple, dans des environnements industriels moins exigeants où l'exposition aux produits chimiques et les fluctuations de température ne sont pas des considérations majeures, un caoutchouc ayant une préférence pour une résistance moindre peut convenir de manière satisfaisante à son utilisation. Ce type de caoutchouc est souvent choisi pour les bandes transporteuses, les joints d'étanchéité et les pièces simples.

3. Durabilité et biodégradabilité

Ce que beaucoup ignorent, c'est que l'avantage écologique du caoutchouc est qu'il se dégrade lorsqu'il est enterré - un facteur clé de la production respectueuse de l'environnement et de la sensibilisation à l'environnement du produit. Cette caractéristique est utile pour les articles qui sont finalement mis au rebut en raison de la possibilité de les recycler facilement dans ces catégories, telles que les emballages.

L'avenir des produits en caoutchouc

En raison du développement et des progrès constants de la science des matériaux, le caoutchouc de silicone est susceptible de devenir synonyme de caoutchouc ordinaire, et la différence entre le caoutchouc de silicone et le caoutchouc ordinaire risque de s'estomper.

Aujourd'hui, les matériaux hybrides, tels que les élastomères synthétiques fluoroélastomères, améliorent les performances dans bon nombre de ces applications exigeantes. Toutefois, avec le temps, les différences entre ces types de caoutchouc devraient devenir cruciales pour les développeurs de systèmes de vapotage et leurs utilisateurs.

La recherche sur les produits en caoutchouc verts de la prochaine génération est censée corriger l'image de l'industrie du pneu. Alors que nous évoluons lentement vers une culture résolument verte, le caoutchouc compostable est devenu une tendance récente qui a l'avantage d'améliorer l'environnement.

Conclusion

Le marché des produits en caoutchouc est énorme, et les variétés de silicone et de caoutchouc ordinaire ne représentent qu'une petite partie de tous les produits en caoutchouc. Cependant, bien que le nombre de ses sous-genres puisse être infini, nous parlons ici des sous-genres qui ont leurs propres caractéristiques et une place spéciale dans les livres sur la science des matériaux. Chaque type a ses propres propriétés, ses propres utilisations et une place unique dans la grande tapisserie de la science des matériaux.

Toutefois, la compréhension de ces contrastes entre les matériaux n'est pas réservée aux universitaires, mais constitue également un outil utile que les ingénieurs, les concepteurs et toute autre personne construisant des produits doivent comprendre afin de choisir les bons matériaux pour le produit. La compréhension des nuances du caoutchouc et du silicone fait partie intégrante de la compréhension de ces deux matériaux. Cela permettra de prendre des décisions plus éclairées et de rendre l'application de ces deux matériaux plus sûre, plus efficace et plus pratique.

La controverse entre le silicone et le caoutchouc n'est pas une question noire ou blanche, mais un exercice d'équilibre complexe qui reconnaît les situations d'application de manière composite et sélectionne la technologie en conséquence. Sur la voie de matériaux plus stables et plus utiles, nous devons reconnaître les bons et les mauvais côtés de chaque composant.

Du confort quotidien de la sensation de fiabilité à la performance révolutionnaire de la caoutchouc de siliconeLes matériaux répétitifs qui entrent dans la fabrication d'une vaste gamme de produits que nous utilisons régulièrement méritent d'être connus et appréciés par nous tous à un niveau beaucoup plus profond.