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Comme nous l’avons vu dans notre premier texte dans cette série sur le caoutchouc, ce matériau, bien que très prometteur lorsqu’il fut découvert, possédait des caractéristiques qui nuisaient à son utilisation répandue. Parlons, entre autres, d’une sensibilité accrue aux changements de température et de sa tendance à brunir et à coaguler lorsqu’il est maintenu à l’air. Comme en témoigne son utilisation répandue dans divers domaines aujourd’hui, notamment la fabrication de nos motos, des solutions ont été trouvées. Passons maintenant à un survol de celles-ci.
LA VULCANISATION : ET LA STABILITÉ THERMIQUE FUT!
Nombreux sont les ingénieurs et industriels qui ont vu l’énorme potentiel qu’offrait ce nouveau matériau au début du 19e siècle. Mais comment le rendre plus stable? Par la vulcanisation! Il s’agit d’un procédé chimique découvert par l’Américain Charles Goodyear en 1842, celui-ci permettant de transformer le caoutchouc afin qu’il résiste mieux aux écarts de température. Ce procédé, une sorte de curage, consiste à incorporer du soufre dans un élastomère brut (soit le caoutchouc). On fait ensuite cuire le mélange, ce qui permet d’apporter l’énergie requise pour la formation des liaisons chimiques, des réseaux tridimensionnels entre les molécules. Le résultat est un polymère réticulé, moins plastique, plus élastique, quasi insoluble et infusible.
LE SOUFRE, LE CINQUIÈME PARMI LES ÉLÉMENTS LES PLUS COMMUNS SUR TERRE, FUT LE PREMIER AGENT DE VULCANISATION UTILISÉ DANS LA TRANSFORMATION DU CAOUTCHOUC. S’IL DEMEURE ENCORE AUJOURD’HUI L’AGENT DE VULCANISATION DE PRÉDILECTION DANS DE NOMBREUSES APPLICATIONS, D’AUTRES AGENTS ONT ÉTÉ DÉCOUVERTS DEPUIS.
NOIR DE CARBONE : ET SUIVIT LA DURABILITÉ
L’arrivée de l’automobile a transformé notre société nord-américaine. Le caoutchouc jouant un rôle incontournable dans la fabrication des « voitures sans chevaux », il n’est pas surprenant d’apprendre que la prolifération de ce matériau dans le monde occidental s’est déroulée de façon quasi parallèle à l’arrivée de l’automobile. Comme nous le savons tous, les pneus des automobiles sont fabriqués en caoutchouc, et ce, depuis la naissance de l’industrie automobile au début du XXe siècle. L’usure rapide et la faible résistance du caoutchouc utilisé dans la production des premiers pneus posaient un problème à ces pionniers des premières autos, notamment dans des conditions de course. Voilà que quelqu’un a pensé ajouter du noir de carbone au mélange de caoutchouc, améliorant de beaucoup la durabilité des pneus. Dans les faits, cet ajout augmente le module d’élasticité et la résistance au déchirement du caoutchouc. Plus concrètement, ceci a pour effet de diminuer le taux de développement des fissures et d’améliorer la résistance à la fatigue et à l’usure.
LE NOIR DE CARBONE SOUS SA FORME NATURELLE, SOIT EN POUDRE FINE. UNE FORME ÉLÉMENTAIRE ET NON CRISTALLISÉE DU CARBONE, IL EST INODORE ET PRODUIT DE LA COMBUSTION INCOMPLÈTE D’HYDROCARBURES. AUJOURD’HUI, LE NOIR DE CARBONE EST INDISPENSABLE ET DEMEURE LE PLUS IMPORTANT MATÉRIAU DE REMPLISSAGE POUR LES PRODUITS EN CAOUTCHOUC. D’AILLEURS, CELA EXPLIQUE POURQUOI DE NOMBREUX PRODUITS EN CAOUTCHOUC SONT NOIRS.
BIEN QUE LE NOIR DE CARBONE DEMEURE UN INCONTOURNABLE DANS DE NOMBREUX MÉLANGES DE CAOUTCHOUC, IL N’EST PAS LE SEUL MATÉRIAU À SERVIR À CETTE FIN DANS NOTRE MONDE MODERNE. DANS DE NOMBREUSES APPLICATIONS, PAR EXEMPLE LORSQU’UN COLORIS NOIR N’EST PAS SOUHAITABLE, ON FAIT APPEL À LA SILICE PRÉCIPITÉE OU LA SILICE SUBLIMÉE. D’AILLEURS, IL ARRIVE PARFOIS QUE L’ON UTILISE LES DEUX MATIÈRES, NOTAMMENT DANS LA FABRICATION DES PNEUS (COMME NOS PNEUS DE MOTO) OÙ LA PRÉSENCE DE SILICE AMÉLIORE L’ADHÉRENCE, PARTICULIÈREMENT LORSQUE LA CHAUSSÉE EST HUMIDE.
LA DURETÉ
Il s’agit d’un secret de Polichinelle que de dire que le caoutchouc est utilisé dans une foule d’applications. Chacune de celles-ci a ses propres exigences, notamment en ce qui a trait à la dureté du matériau. Mais comment donc évaluer la chose? Voilà ce que nous allons voir dans notre prochaine chronique.
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