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2. Les élastomères apportent souplesse aux pièces techniques

M. L. T.

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- L'automobile sous capot est au coeur des principales innovations en raison d'un bon compromis de résistance à la chaleur et de tenue aux fluides divers.

Appelés aussi caoutchoucs de synthèse, les élastomères disposent d'une caractéristique bien particulière : l'élasticité. D'où leur nom... Cette propriété leur ouvre la voie de marchés spécifiques comme l'étanchéité, les tubulures flexibles ou encore la modification de thermoplastiques pour en améliorer la résistance aux chocs.

Cette famille de matériaux comprend plusieurs ramifications selon la nature du polymère : les styréniques, les oléfiniques, les polyuréthannes, les halogénés et les silicones. Chacune se distinguant de l'autre par ses qualités : sa tenue à la chaleur, sa résistance chimique ou sa biocompatibilité.

Les élastomères thermoplastiques (TPE) offrent l'avantage d'associer les caractéristiques techniques des élastomères et la simplicité de mise en oeuvre des thermoplastiques. L'un des leaders mondiaux du secteur, l'américain GLS, vient par exemple de lancer des matériaux à base des copolymères blocs oléfines Infuse de Dow. Cinq grades de Dynalloy OBC sont conçus pour une mise en oeuvre par injection ; opaques ou translucides, ils présentent selon le cas une dureté comprise entre 60 Shore A et 5 Shore A (avec une consistance de type gel). Ces élastomères conviennent au surmoulage avec du polypropylène. Un grade spécifiquement conçu pour une mise en oeuvre par soufflage offre une dureté de 50 Shore A. Ces matériaux donnent accès à des pièces au toucher doux pour l'emballage, l'équipement de bureau, l'hygiène-cosmétique... Arkema vient, de son côté, d'enrichir sa gamme de TPE Pebax d'un grade transparent. Le Pebax Clear associe donc cette propriété optique aux caractéristiques de sa famille : légèreté, résistance en flexion, résilience, retour d'énergie et mémoire élastique, le tout sur une large plage de température.

Améliorer de la mise en oeuvre des élastomères

Le gros du marché comprend toutefois des élastomères dont le durcissement nécessite une réticulation. C'est précisément pour améliorer la mise en oeuvre de son élastomère Levapren éthylène vinyle acétate pour l'injection que Lanxess a développé une nouvelle méthode. Le Levapren est un élastomère hautes performances qui résiste bien aux huiles à températures élevées ainsi qu'au feu. Pour la première fois selon l'entreprise, le procédé fait appel à un mélange de deux peroxydes, entraînant une réticulation en deux étapes. Pour le transformateur, fabricant de joints et de conduits pour l'automobile par exemple, le gain obtenu se mesure en un démoulage plus rapide de la pièce et une réduction importante des rebuts.

Chez Du Pont de Nemours, l'accent est également porté sur l'amélioration de la mise en oeuvre de ses élastomères hautes performances comme l'éthylène-acrylique Vamac. Ainsi, les grades Vamac Ultra ont-ils été optimisés au niveau de leur facilité de transformation par extrusion, pour la production de tubulures notamment. Le grade Ultra IP est ainsi conçu pour augmenter la productivité du transformateur grâce à la réduction d'encrassage du moule, la diminution des rebuts et la réduction des temps de cycle. Le grade Ultra LT se destine, quant à lui, aux constructeurs d'automobiles pour la production de soufflets, amortisseurs, joints d'étanchéité de moteurs et autres tuyaux. Cet élastomère conserve sa flexibilité à des températures d'utilisation jusqu'à - 40 °C et peut supporter + 160 °C.

Sur le marché des élastomères de silicone, Wacker innove avec l'Elastosil LR 3065 dont l'intérêt majeur est de produire des pièces à faible frottement non recouvertes d'un film gras. Cet élastomère de silicone liquide "oil-free" évite donc le risque que la poussière n'adhère sur les pièces et facilite leur manipulation ultérieure, comme les opérations d'assemblage automatisé. Le matériau assure en outre à ces pièces un module de traction élevée et une compression rémanente très faible, même après une compression de longue durée. Wacker destine cette formulation à la production de joints de connecteurs pour l'automobile ou l'électronique.

La société a, par ailleurs, conçu la série Elastosil R plus 4700 dont l'intérêt majeur est d'adhérer à pression atmosphérique sur une grande variété de substrats, sans qu'il soit nécessaire de les traiter en surface. Le substrat est aussi bien du métal (acier et métaux non ferreux), qu'un thermoplastique, une silicone ou des fibres synthétiques (polyester ou polyamide). Cet Elastosil convient donc à une mise en oeuvre par coïnjection, coextrusion ou en revêtement.

L'innovation dans les élastomères de polyuréthannes est à trouver chez Elastogran, filiale de BASF. Son élastomère de polyuréthanne thermoplastique réticulé Elastollan combine de bonnes propriétés en compression et aux vibrations, une dureté de 60 Shore A et supporte des températures jusqu'à 150 °C. Elastogran propose une première application dans l'amortissement pour l'automobile, la mécanique et la construction. Il s'agirait alors de remplacer les solutions élastomère-métal par la combinaison de l'Elastollan et d'un polyamide Ultramid CR renforcé de fibres de verre. La nouvelle solution peut alors être produite en une seule étape par injection des deux composants.

Pour l'automobile et la grande consommation

Solvay est, quant à lui, présent sur le marché des élastomères halogénés et lance les fluoroélastomères Hyflon F pour concurrencer l'éthylène propylène fluoré. Ces matériaux apportent des propriétés électriques supérieures et une température d'utilisation plus élevée. Le marché concerné est notamment celui de la câblerie d'automobile sous capot moteur. Dans la même famille de produits, Dow a conçu le polyéthylène chloré Tyrin Ext 1000 qui résiste aussi bien à la chaleur, à l'ozone et aux UV qu'au contact des huiles ou à l'attaque de produits chimiques. Les marchés visés sont principalement l'automobile (tuyaux et conduits) et la câblerie, où le matériau peut entrer en compétition avec le polychloroprène ou le polyéthylène chlorosulfoné.

Dow innove également dans les élastomères de grande consommation, à base de polyuréthanne, en particulier pour le marché de la semelle de chaussures de sport. Un marché en croissance gigantesque pour lequel il a notamment conçu un grade d'élastomère issu de ressources renouvelables (voir encadré). Ses autres développements récents ont débouché sur le lancement de deux grades de la série Voralast. Le GS permet de produire des semelles de faible masse volumique, de 270 à 310 g/l, destinées aux sportifs de bon niveau. Pour ceux du dimanche, le groupe chimique a mis au point le grade GT, un système polyester-polyuréthanne particulièrement résistant à l'hydrolyse.

L'ESSENTIEL

- Quelques élastomères thermoplastiques font appel à des produits d'origine naturelle, non pétrochimique. - Les élastomères vulcanisables évoluent vers une mise en oeuvre plus aisée et une réduction des rebuts. - Les grades hautes performances défient les hautes températures et les agressions chimiques.

VALORISER LES RESSOURCES RENOUVELABLES

Plusieurs producteurs d'élastomères ont mis au point des formulations issues de ressources autres que pétrochimiques.

> Chez Arkema, l'élastomère thermoplastique Pebax Rnew repose sur la chimie de l'amino 11 issu de l'huile de ricin. Le matériau présente les mêmes propriétés que les Pebax traditionnels, notamment la légèreté, la résistance en flexion, le retour d'énergie et l'élasticité sur une large plage de températures. > Chez Du Pont de Nemours, l'élastomère thermoplastique Hytrel RS est produit à partir du polyol Cerenol, lui-même utilisant le Bio-PDO qui remplace le 1,3-propanediol (PDO) ou le 1,4-butadediol (BDO) pétrochimiques. La teneur en matière renouvelable dans l'Hytrel S est de 20 à 50 %. > Chez Dow, l'élastomère de polyuréthanne Voralast R se destine au marché spécifique des semelles de chaussures (de sport notamment). Produit à partir d'un polyol d'origine naturelle, ce matériau propose un bon compromis de résistance, de stabilité à l'hydrolyse et de résilience.

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