La vulcanisation - le processus de durcissement et d'amélioration du caoutchouc - a changé la façon dont le caoutchouc était créé, traité et utilisé dans les années 1830. Aujourd'hui, la vulcanisation continue de jouer un rôle essentiel dans la façon dont les fabricants de caoutchouc modernes comme AirBoss travaillent avec ce matériau.
Il y a de fortes chances que vous ayez entendu le terme " vulcanisation" dans le monde du caoutchouc, et ce pour une bonne raison. Sans la vulcanisation, le caoutchouc (et les entreprises qui en dépendent) serait très différent.
Caoutchouc avant vulcanisation
Avant la vulcanisation, le caoutchouc était principalement constitué de latex naturel et ses applications étaient limitées. La forme la plus ancienne de caoutchouc naturel, ainsi que son équivalent moderne, est obtenue en entaillant les arbres à caoutchouc pour récolter la sève de latex. Cette sève est ensuite traitée de diverses manières pour produire un caoutchouc naturel utilisable.
Les premières utilisations commerciales du caoutchouc naturel étaient principalement dues à ses propriétés de résistance à l'eau, à sa capacité à s'étirer et à conserver sa forme dans une certaine mesure, ainsi qu'à sa capacité à retenir l'air lorsqu'il est formé en tube, comme celui d'un pneu de vélo ou d'automobile.
Malheureusement, le caoutchouc naturel, aussi résistant et miraculeux qu'il ait été au début du XIXe siècle, avait aussi ses inconvénients, ce qui a motivé la vulcanisation et la création des caoutchoucs synthétiques.
Parmi les problèmes rencontrés avec les premiers caoutchoucs naturels à usage commercial, on peut citer
- Faible résistance à la chaleur
- Faible résistance aux produits chimiques, à l'huile et aux graisses
- Seuils de tolérance restrictifs
Les produits en caoutchouc naturel fondaient sous l'effet de la chaleur, se détérioraient lorsqu'ils étaient exposés à des produits chimiques et à des huiles, et se cassaient ou se fissuraient lorsqu'ils étaient soumis à des contraintes. Les applications pratiques étaient donc limitées, ce qui a incité les pionniers du caoutchouc comme Charles Goodyear à chercher des moyens d'optimiser le caoutchouc pour un usage commercial.
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Charles Goodyear a découvert le processus de vulcanisation
Le caoutchouc qui fond, se détériore et se brise n'est pas idéal pour un usage pratique, si bien que le matériau est utilisé avec parcimonie au début du XIXe siècle. De plus, les produits en caoutchouc étaient souvent retournés au fabricant en raison de leur décomposition et de leur caractère collant. En réaction, Charles Goodyear et d'autres ingénieurs et chimistes du monde entier ont essayé, au début des années 1830, de maximiser les propriétés naturelles du caoutchouc.
Pendant des années, Goodyear a essayé de trouver une combinaison de caoutchouc et d'autres additifs qui améliorerait la durabilité, mais ses tentatives répétées ont échoué. Son procédé consistait à chauffer le caoutchouc naturel afin de le ramollir pour faciliter le mélange. Cela produisait parfois un caoutchouc plus dur, mais c'était parce qu'il faisait cuire le caoutchouc plutôt que d'ajouter d'autres produits chimiques ou d'autres additifs.
L'histoire dit que Goodyear est devenu un peu fou du caoutchouc au cours des années suivantes, alors qu'il combinait, dans un laboratoire de fortune, le caoutchouc avec divers produits chimiques pour voir ce qui se passait. Cela l'a presque ruiné, à la fois financièrement et en tant que père de famille, car il a été obligé de vendre presque tout ce que lui et sa famille possédaient (y compris les livres de ses enfants) pour continuer son travail.
Charles Slack a écrit dans sa biographie de Goodyear, Noble Obsession, que le fanatique du caoutchouc n'a épargné la vente d'un ensemble de tasses à thé chinoises que parce que les tasses pouvaient également servir à mélanger le caoutchouc.
Par accident, un jour de 1839, l'une des concoctions de Goodyear, un mélange de caoutchouc et de soufre, tombe sur une casserole chaude sur la cuisinière. Le mélange s'est stabilisé et a durci au lieu de fondre et de bouillir comme Goodyear s'y attendait. Il a donc augmenté la température et, à sa grande surprise, le mélange est devenu encore plus dur.
Et c'est ainsi, croyez-le ou non, que Charles Goodyear a découvert la vulcanisation. L'histoire n'est pas exhaustive, bien sûr, et Goodyear n'a pas été le seul à faire cette découverte, mais c'est en gros ce qui s'est passé.
La vulcanisation aujourd'hui
Il est surprenant que le processus de vulcanisation n'ait pas beaucoup changé depuis les années 1830. Des fabricants comme AirBoss utilisent toujours le soufre comme additif lorsqu'ils créent des composés de caoutchouc synthétique personnalisés, et nous nous sommes encore améliorés au fil du temps.
Aujourd'hui, la vulcanisation a évolué et intègre toutes sortes d'additifs, de produits chimiques et d'ingrédients supplémentaires. Par exemple, le néoprène et le caoutchouc CR sont vulcanisés avec des oxydes métalliques au lieu du soufre, et les caoutchoucs de silicone sont vulcanisés à l'aide d'un mélange réactif de polymères, de systèmes catalytiques à base de peroxyde ou de platine, et de charges minérales.
Quelle que soit la méthode, la vulcanisation est encore utilisée aujourd'hui pour améliorer les propriétés du caoutchouc naturel.
Les avantages de la vulcanisation sont les suivants :
- Hydrofugation
- Résistance à l'oxydation et à l'abrasion
- Résistance aux solvants organiques (acides, produits chimiques)
- Augmentation de la densité
- Amélioration de la résistance à la traction
- Bon isolant électrique
- Et plus encore
Aujourd'hui, le caoutchouc vulcanisé est utilisé dans pratiquement tout ce qui utilise des composants en caoutchouc. Les tuyaux en caoutchouc, les courroies, les pneus, les bagues, les amortisseurs, les isolateurs, etc. sont rendus possibles grâce à la vulcanisation.