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RÉSUMÉ
Les silicones ou polysiloxanes sont des polymères originaux se distinguant des élastomères et des matières plastiques généralement utilisés par leur structure organométallique. Celle-ci associe une chaîne macromoléculaire constituée d'un squelette de motifs silicium-oxygène et de groupes latéraux organiques. Cet article traite de la structure générale et des propriétés de ces matériaux, et notamment de celles des élastomères et des fluorosilicones.
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Michel BIRON : Ingénieur INSCIR et IFS - Licencié ès Sciences – Consultant
INTRODUCTION
Les silicones ou polysiloxanes sont des polymères originaux se distinguant des élastomères et des matières plastiques généralement utilisés par leur structure organométallique. Celle-ci associe une chaîne macromoléculaire constituée d'un squelette de motifs silicium-oxygène et de groupes latéraux organiques.
Dans ce premier dossier, ne seront traités que leur structure générale et leurs propriétés, notamment celles des élastomères et des fluorosilicones. Par contre, la partie applicative est détaillée dans le dossier suivant [N 2 882].
Important : des informations complémentaires se trouvent dans un autre dossier des Techniques de l'Ingénieur, nous encourageons le lecteur à se reporter à la référence suivante : [A 3 475].
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1. Structure générale
La figure 1 montre la différence fondamentale entre les squelettes d'un silicone et d'un polyacétal, l'atome de silicium étant remplacé par un atome de carbone.
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Les enchaînements silicium-oxygène induisent des propriétés particulières par rapport aux polymères purement organiques :
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variation limitée des caractéristiques dans une large plage de températures, de − 80 à + 250 C pour certaines ;
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bonne tenue aux différentes agressions thermiques et chimiques ;
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souplesse, mais performances mécaniques limitées et faible imperméabilité aux gaz ;
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propriétés antiadhérentes et lubrifiantes ;
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pouvoir d'isolation électrique.
Évidemment, la nature des groupements latéraux influe sur ces propriétés générales.
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Les silicones sont synthétisées par condensation des produits d'hydrolyse de chlorosilanes, ce qui conduit à des squelettes macromoléculaires constitués d'enchaînements d'atomes de silicium et d'oxygène avec des groupements latéraux organiques, tel que celui représenté sur la figure 2.
Les groupements latéraux organiques R1 et R2 permettent une adaptation et une optimisation :
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du bilan minéral-organique par la sélection des diverses fonctions incluses : alcoxy, alcool, amine, acrylate, époxy, éther, acide carboxylique, dérivés phénylés, dérivés fluorés, etc. ;
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de la solubilité dans les milieux organiques et de la compatibilité avec les composés organiques qui augmentent lorsqu'on remplace des groupes méthyle par des groupes phényle sur la chaîne polysiloxanique ;
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de la stabilité thermique : le remplacement partiel ou total des groupes méthyle par des groupes phényle sur la chaîne polysiloxanique a pour effet d'augmenter la stabilité thermique.
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Les motifs siloxaniques schématisés figure 3, peuvent comporter de une à quatre fonctions :
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monofonctionnels (représentés par le symbole M) : ils agissent comme limiteurs dans les...
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BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES
Le tableau indique quelques exemples de noms commerciaux et de producteurs de silicones et fluorosilicones.
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