ABC de la technologie des cylindres

Abrasion (Usure par frottement)

La détermination de l’usure mécanique sous des conditions laboratoires est un grand problème, étant donné qu’il faut simuler une reproduction la meilleure possible de la réelle situation d’utilisation. Ces conditions sont très complexes et variables ce qui ne permet pas de les saisir exactement en laboratoire. La méthode selon DIN 53 516 s’est avérée être la meilleure. EIle décrit la résistance d’une éprouvette à l’usure mécanique comme étant l’abrasion. Celle-ci indique directement le volume en mm³ que l’éprouvette a perdu sur une trajectoire définie sur un papier abrasif en rotation. Des valeurs inférieures indiquent donc moins d’usure.

Résistance au vieillissement (Durabilité)

Le terme résistance au vieillissement est vague : On entend par ce terme de multiples modifications de propriétés qui peuvent se produire après une certaine période de temps, même sans exposition à des produits chimiques. Les causes du vieillissement d’un élastomère (du caoutchouc) peuvent être, par exemple : l’oxygène, l’ozone, la chaleur, le rayonnement UV, le milieu ou les contraintes mécaniques. Compte tenu des nombreux facteurs d’influence possibles, il est important de connaître les conditions exactes de fonctionnement pour pouvoir faire un choix judicieux de l’élastomère et ainsi atteindre une durée de vie la plus longue possible.

Rigidité diélectrique

La rigidité diélectrique est définie par la tension maximale autorisée pour les élastomères et les matières plastiques. Le test est effectué entre des plaques d‘électrodes sous une tension alternative de 50 Hz, qui est augmentée par un régulateur jusqu’au claquage. La rigidité diélectrique dépend de l’épaisseur. Par conséquent, l’épaisseur de l’échantillon par rapport à la valeur mesurée doit être spécifiée (DIN 53596). Les propriétés électriques sont influencées par le polymère ainsi que par les charges (matières de remplissage) et les plastifiants utilisés.

Déformation permanente de compression (DVR)

La déformation permanente de compression est une valeur indiquant la proportion visqueuse d’un élastomère. Elle représente l’un des plus importants examens. Conformément à la DIN 53 517 A, la valeur de la déformation permanente de compression est déterminée après une certaine période de déformation permanente. On mesure alors la déformation résiduelle 30 minutes après l’arrêt de l’effort de déformation sur l’éprouvette. Chaque élastomère possède une déformation permanente de compression qui dépend de sa formulation sous les mêmes conditions de vulcanisation. Etant donné que la déformation permanente de compression dépend de la forme ou de la section de l’échantillon, la désignation de l’échantillon, (par exemple « A »), fournit des informations sur la forme de l’éprouvette utilisée permettant une comparabilité directe.

Élasticité: On comprend généralement par élasticité d’un caoutchouc son élasticité au rebondissement ou au choc. Le rapport entre le travail récupéré et le travail mis en œuvre permet de mesurer le comportement élastique. Cette élasticité au rebondissement est normalisée par la norme DIN 53512. Des valeurs élevées indiquent alors une forte proportion de déformation élastique.

Selon la loi de Hooke, pour des corps isotropes et homogènes, la déformation et la contrainte sont proportionnelles à l’intérieur de certaines limites. Celles-ci jouent un rôle majeur dans les processus d’élasticité énergétique (par exemple pour les métaux). Dans ces cas, c’est le module d’élasticité (ou module de Young), le facteur de proportionnalité, qui est déterminé. Pour les élastomères, la plage d’élasticité énergétique est négligeable, car ces matériaux présentent un comportement d’élasticité entropique. La valeur de tension est alors utilisée à la place du module d’élasticité.

Résistance électrique

La norme DIN 53 596 désigne la résistance électrique de l’intérieur d’un composant élastomère, mesurée entre deux électrodes de n’importe quelle taille et disposition relative, comme résistance transversale. Si l’on prend le cas de deux surfaces opposées d’un cube de 1 cm de côté, on obtient la résistance spécifique (Ohm.cm). La résistance de surface est la résistance électrique des liquides, des précipitations de caoutchouc ou des impuretés en surface. Ceci n’est généralement intéressant que si la résistance interne de l’éprouvette est considérablement plus élevée. Si la résistance transversale est comprise entre 104 et 106 ohm.cm, l’élastomère est dit antistatique, si elle est inférieure à 104 ohm.cm il est dit conducteur. Pour être utilisé comme isolant, il faut généralement une valeur supérieure à 1012 ohm.cm.

Elastomère

Ce terme est un terme collectif introduit par H.L. Fisher en 1939 pour les produits synthétiques vulcanisables. Après réticulation, ceux-ci possèdent des propriétés élastiques, ils peuvent être étirés à au moins deux fois leur longueur à température ambiante et retrouver rapidement approximativement leur forme d’origine lorsque la traction cesse. Selon la définition actuelle, les élastomères sont des matériaux de formes données mais élastiquement déformables dont le point de transition vitreuse est inférieur à la température ambiante.

Dureté

C’est la résistance d’un corps à la pénétration d’un corps plus dur. Un certain nombre d’unités sont utilisées dont certaines sont généralement connues en Allemagne depuis des années : Celles-ci sont la dureté Shore A selon DIN 53 505 pour le caoutchouc mou et de la dureté Shore D pour le caoutchouc dur. Ces dernières sont en partie complétées par la dureté Shore 00 (rarement la dureté Shore O) pour le caoutchouc mousse. La dureté Shore est généralement testée à l’aide d’un pénétrateur manuel. Un cône tronqué est utilisé pour Shore A, une aiguille pointue pour D et un cône semi-circulaire pour Shore 00. Pour les trois appareils les tests sont effectués avec des forces différentes. Des valeurs élevées représentent ici une forte résistance à la pénétration de l’éprouvette et donc une dureté élevée.

Résistance au froid

Comme pour le terme de résistance au vieillissement, on peut imaginer ici de nombreux états différents. Chaque méthode d’essai donne une température différente pour la limite de l’utilisation d’un élastomère dans le froid. Ces limites peuvent varier d’environ -10°C (FPM) à -100°C (PVMQ). L’indication pour le domaine d’application est souvent la température du verre à laquelle l’élastomère gèle et devient cassant.

En règle générale, on part souvent du principe que le matériau peut être utilisé jusqu’à environ 10°C à 15°C au-dessus de cette température.

Module (valeur de tension)

La valeur de tension indique la force nécessaire pour étirer une éprouvette de 100, 300 ou 500 %. La tension est fortement influencée par les différents composants du mélange.

Le module des élastomères est donc une « valeur de force » pure et diffère donc fondamentalement du module d’élasticité connu pour les métaux.

Résistance au déchirement et allongement au déchirement (résistance à la traction et allongement à la rupture)

La norme DIN 53 504 définit la résistance au déchirement (en MPa ou N/mm²) comme étant le quotient de la force mesurée au moment de la rupture et de la section initiale de l’éprouvette. L’allongement au déchirement – ou à la rupture (en %) est le quotient de la variation de longueur mesurée au moment du déchirement et de la longueur originale de l’éprouvette.

Résistance aux entailles

C’est la force qu’une éprouvette standardisée et entaillée oppose au déchirement. Cette force est exprimée en Newtons par mm d’épaisseur de l’éprouvette. Il existe toute une série de spécimens d’essai qui sont utilisés à cette fin. Le résultat indiqué dépend absolument du spécimen d’essai utilisé. Ainsi, la différence entre l’échantillon angulaire selon Graves et l’échantillon allongé peut être de 3:1, c’est-à-dire que l’échantillon allongé est le cas de charge le plus critique et donne des valeurs considérablement plus basses. Ce spécimen d’essai convient également pour tester des pièces finies. L’échantillon en bande est décrit dans la norme DIN 53 507 et l’échantillon d’angle de Graves dans la norme DIN 53 515. Un autre test, le « Cresent Tear Test », n’est utilisé qu’aux États-Unis et en Grande Bretagne.