Le caoutchouc naturel est un polymère (macromolécule) formé de molécules d'isoprène (méthylbut-1,3-diène). Il est généralement obtenu en extrayant le latex de l'hévéa (Havea brasiliensis), comme indiqué ci-dessous:
Le latex (caoutchouc naturel) est extrait de l'hévéa (Hevea brasiliensis)
Ce latex est tendu et additionné d'ammoniaque (NH3) pour le conserver ainsi que de divers acides ou sels conservateurs afin qu'il passe par un processus de coagulation et séparé du liquide, formant une masse pâteuse blanche, qui est broyée et traitée pour éliminer les contaminants possibles et sec.
Cependant, le caoutchouc, ainsi brut, présente certaines caractéristiques indésirables pour son utilisation par l'industrie, telles qu'une faible résistance à la traction, une solubilité dans les solvants organique, facile à oxyder et peu résistant à la chaleur et aux variations de température, car les jours chauds, il devient mou et collant, tandis que les jours froids, il devient dur et fragile.
Pour remédier à ces problèmes, le caoutchouc subit un processus appelé vulcanisation, qui a été découvert par hasard en 1838 par
Charles Goodyear (1800-1860), lorsqu'il fit tomber un mélange de caoutchouc et de soufre sur le poêle chaud et qu'il remarqua que ce mélange avait un peu brûlé, mais pas fondu.
Charles Goodyear
Ainsi, La vulcanisation est l'ajout de soufre au caoutchouc, sous chauffage et à l'aide de catalyseurs. Notez dans le schéma ci-dessous que les doubles liaisons polyisoprène (polymère de caoutchouc) sont rompues et des ponts de soufre se forment, c'est-à-dire des liaisons latérales entre les chaînes, ce qui rend le polymère tridimensionnel:
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Processus de vulcanisation du caoutchouc
Ces ponts de soufre font que le caoutchouc a une faible hystérésis et une faible déformation permanente. L'hystérésis fait référence au délai de réponse d'un système lorsqu'une demande externe est effectuée. Par exemple, si vous pressez un morceau de caoutchouc brut, il faudra un certain temps pour revenir à sa forme initiale, ce qui signifie qu'il a une hystérésis élevée. Le caoutchouc vulcanisé reprendra rapidement sa forme d'origine, car les ponts de soufre entre les chaînes sont très flexibles et permettent à ces chaînes de glisser facilement les unes sur les autres. autres. Le matériau est également plus résistant car les ponts de soufre rendent difficile la rupture du caoutchouc lorsqu'il est étiré.
La proportion de soufre ajouté au caoutchouc lors de la vulcanisation varie entre 2 et 20 % selon ce que l'on souhaite, et plus le caoutchouc est soufré, plus sa dureté est élevée. Voir:
Caoutchoucs courants: 2 à 10 % de teneur en soufre ;
Caoutchoucs utilisés dans les pneumatiques: teneur en soufre de 1,5 à 5 % ;
Caoutchoucs utilisés dans les revêtements de protection des machines et équipements des industries chimiques: environ 30 % de teneur en soufre.
Par Jennifer Fogaça
Diplômé en Chimie
Souhaitez-vous référencer ce texte dans un travail scolaire ou académique? Voir:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Vulcanisation du caoutchouc"; École du Brésil. Disponible en: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/vulcanizacao-borracha.htm. Consulté le 27 juin 2021.
