Silicone et l'époxy sont des composés intéressants. Ils présentent des caractéristiques quelque peu similaires mais sont assez différents. Les deux composés sont classés comme polymères thermodurcissables. Thermodurcissables Les silicones sont des composés dont la structure moléculaire ne peut pas être inversée après durcissement. Cet article explore ce concept et d'autres pour faire ressortir la comparaison entre le silicone et l'époxy.
Introduction aux polymères thermodurcissables
En général, il existe trois types de polymères :
- Élastomères – Ce sont des polymères qui peuvent se déformer dans de larges proportions lorsqu'ils sont étirés sans se casser. De plus, ils ont une grande tolérance à la chaleur. Tous les caoutchoucs sont des types d'élastomères.
- Plastiques thermodurcissables ou thermoplastiques – Ces polymères brûlent mais ne fondent pas facilement lorsqu'ils sont exposés à des températures élevées. Ils sont également cassants et ont une élasticité limitée.
- Polymères thermodurcissables – Ces types de polymères sont durcis par la chaleur ou par des systèmes de vulcanisation spéciaux. Ils sont de nature amorphe.
Les polymères thermodurcissables sont fabriqués en durcissant un liquide visqueux en présence de chaleur et d'additifs pour former un composé rigide mais flexible. Ce processus de durcissement est irréversible à moins que des mécanismes spéciaux ne soient appliqués.
Le matériau de départ dans le processus de durcissement des thermodurcissables époxy est connu sous le nom de résine, un type de composé prépolymère doté de certaines propriétés. L'époxy est un excellent exemple de thermodurcissable fabriqué à partir d'une résine prépolymère.
D'autre part, le silicone est techniquement classé comme un élastomère. De plus, certaines de ses propriétés en font également un thermodurcissable. Cela se voit dans certaines formes du composé, comme nous le verrons plus tard.
La plupart des thermodurcissables sont copolymèresCela signifie qu'ils ont un monomère de base qui agit comme réactif et un comonomère secondaire qui aide à la formation des liaisons croisées entre ou parmi les monomères. Ces liaisons croisées sont ce qui donne au polymère ses propriétés. Si tout cela vous perturbe, continuez à lire et vous comprendrez mieux ces composés.
Aperçu des époxydes et des silicones
Les époxydes et les silicones font partie des polymères thermodurcissables les plus courants. Définissons-les et étudions leur synthèse. Cela nous aidera à créer une base pour la comparaison des propriétés et des caractéristiques des deux composés.
Époxy : Qu'est-ce que l'époxy ?
L'époxy est un composé classé comme une résine synthétique, produit à partir de deux produits pétrochimiques de base, à savoir l'épichlorhydrine et le bisphénol A. Deux mots ressortent ici : synthétique et résine. Le premier signifie qu'il est fabriqué artificiellement et le second signifie qu'il s'agit d'un mélange ou d'une solution de composés organiques.
Les résines peuvent également être obtenues à partir de plantes. Par exemple, l'ambre est une résine végétale courante que l'on trouve dans certaines plantes. Ce type de résine est utilisé pour ses qualités parfumantes. Cela devrait vous indiquer qu'une résine en elle-même a des propriétés limitées. C'est le cas jusqu'à ce que d'autres additifs tels qu'un durcisseur lui confèrent des propriétés telles que la résistance.
Les deux produits pétrochimiques utilisés pour fabriquer la résine synthétique, l'épichlorhydrine et le bisphénol A, sont obtenus à partir du pétrole brut. Cela dit, ils pourraient avoir des conséquences négatives sur la vie humaine. Préoccupations en matière de santé et de sécurité concernant le bisphénol-A.
L'épichlorhydrine est le composé de base de la résine époxy. Ce produit pétrochimique est fabriqué à partir de propylène, un hydrocarbure commun présent dans le pétrole. Le propylène est également utilisé pour fabriquer certains types de caoutchoucs synthétiques.
Le bisphénol A, ou BPA en abrégé, est l'hydrocarbure secondaire de la résine époxy. Ce produit pétrochimique est fabriqué en faisant réagir du phénol et de l'acétone.
Lorsque ces deux hydrocarbures sont combinés, ils forment une substance fluide à faible viscosité (le débit est faible). De plus, la substance est dépourvue de plusieurs propriétés à ce stade. Cela est dû au fait qu'elle n'a pas subi de durcissement, facilité par un durcisseur. Ces durcisseurs initient la réaction qui transforme la résine en matériau adhésif ou de revêtement.
Silicone : Qu'est-ce que le silicone ?
Le nom scientifique du silicone est polysiloxane. Ce nom implique que le silicone est un polymère fabriqué à partir de molécules de siloxane.
Le silicone est l'un des élastomères synthétiques les plus courants sur le marché. Ses excellentes propriétés de résistance à la chaleur et de solidité le placent à la tête de presque toutes les lignes de fabrication. Cependant, ce qui le rend si spécial, ce ne sont pas ses propriétés, mais sa disponibilité.
Vous voyez, le silicium, l'élément principal du composé siloxane, est presque inépuisable dans le monde. C'est parce que cet élément se trouve dans presque tous les types de roches. La seule limitation de la disponibilité du silicium est la capacité à extraire le silicium de ces roches.
Cependant, le silicone n'est pas uniquement fabriqué à partir de silicium. Les monomères, les siloxanes, sont composés d'atomes d'oxygène et d'hydrogène. Il convient de noter que l'absence d'atomes de carbone dans cette structure moléculaire fait du silicone un polymère inorganique. L'avantage de cette caractéristique est que le silicone finit par avoir une stabilité thermique élevée, une résistance au feu et une flexibilité à basse température.
Le silicone est utilisé dans des conditions difficiles car il peut supporter des facteurs de stress tels que des éléments corrosifs, une chaleur élevée et une résistance à la traction. De plus, il existe des qualités spéciales de silicone qui peuvent supporter des environnements plus difficiles.
Époxy vs Silicone : Synthèse des matériaux
La synthèse des moules en silicone et en silicone époxy diffère considérablement. En effet, le produit final possède des propriétés distinctes et ses utilisations sont également différentes. Néanmoins, les deux subissent la polymérisation d'un monomère de base avec l'ajout de certains agents pour favoriser le durcissement et la réticulation. Explorons plus en détail la manière dont ces thermodurcissables sont fabriqués.
Comment l'époxy est-il fabriqué ?
L'époxy est fabriqué de manière industrielle ou en petites quantités grâce à des méthodes de fabrication artisanale. Pour le bricolage (do it yourself), le fabricant achète la résine et le durcisseur séparément, les mélange et laisse la solution durcir et former un thermodurcissable dur. Dans cette approche, il peut également ajouter un colorant pour changer la couleur de la transparence à la couleur de son choix.
L'approche industrielle consiste essentiellement à créer ces résines à partir de produits chimiques de base. Comme l'époxy durcit rapidement et que la réaction est irréversible, une grande prudence est de mise. En particulier, ils veillent à ce que la résine et le durcisseur ne soient pas en contact avant le processus de durcissement.
Composés qui composent l'époxy
Lors de la définition de l'époxy, nous avons indiqué qu'il est fabriqué à partir de monomères de résine, de durcisseurs et d'agents secondaires qui initient et accélèrent le processus de durcissement. En fait, le terme époxy est utilisé pour décrire le composé durci.
- Résine monomère. Techniquement, l'épichlorhydrine et le BPA ne sont pas des monomères au sens propre du terme. Cependant, dans le contexte de la synthèse de résine époxy, qui est une réaction de polymérisation, les deux peuvent être qualifiés de monomères.
- DurcisseurLe processus de durcissement de la résine époxy est facilité par plusieurs types de durcisseurs, les plus courants étant les polyamides, les amines et les anhydrides. Le choix du durcisseur à utiliser dépendra de plusieurs facteurs tels que la période de durcissement, les conditions environnantes et la nature du projet.
- AccélérateurUn accélérateur fait exactement ce qu’il signifie : il accélère le processus de durcissement de la résine époxy.
Les composés utilisés pour fabriquer l'époxy peuvent varier en fonction de plusieurs facteurs. Dans la plupart des cas, ils sont dictés par le fabricant, qui prend en compte d'autres facteurs tels que le prix, l'utilisation prévue et d'autres considérations importantes.
Comment est fabriqué le silicone
Le silicone est principalement produit par la polymérisation de monomères de siloxane. Ces monomères sont obtenus à partir de l'hydrolyse de chlorures de silicium. L'hydrose introduit les atomes d'hydrogène et d'oxygène dans le composé.
Polymérisation des monomères de siloxane
La technique de polymérisation spécifique utilisée pour le siloxane est appelée polymérisation par ouverture de cycle (ROP). Il s'agit d'un type particulier de polymérisation qui permet d'obtenir des polymères à haut poids moléculaire. C'est essentiel et c'est ce qui confère au silicone d'excellentes propriétés en tant qu'élastomère.
Au cours de cette réaction, des additifs tels que des modificateurs, des agents de réticulation et des charges sont ajoutés. Chaque additif a une fonction spécifique dans l'ensemble de la réaction. Par exemple, des charges sont ajoutées pour renforcer les propriétés du silicone. Cela signifie que sous forme de latex, la plupart des propriétés du silicone ne sont pas suffisamment développées. Des charges telles que la silice sont utilisées pour renforcer ces propriétés.
Époxy vs Silicone : propriétés
Une autre façon de comparer l'époxy et le silicone est d'examiner leurs propriétés individuelles. Les comparer directement ne donnerait pas la meilleure comparaison car les matériaux sont fabriqués à des fins différentes. Cependant, certaines de ces propriétés se chevauchent.
Propriétés du silicone
Le silicone ordinaire possède plusieurs propriétés. Par ordinaire, nous entendons la qualité générale ou la variation du matériau. En effet, il existe des qualités spéciales et celles-ci ont des propriétés bien spécifiques. Dans l'ensemble, les propriétés générales se retrouveront dans ces qualités spéciales, avec des valeurs meilleures ou moins bonnes.
Élastique et flexible
C'est sans doute le point fort de chaque élastomère. En fait, un élastomère est un matériau doté de propriétés élastiques. Des tests ont révélé que sa zone d'élasticité peut atteindre 1000%.
L'élasticité du silicone est assez élevée. Cela signifie que le composé peut être étiré jusqu'à presque trois fois sa taille d'origine sans montrer aucun signe de déformation. Lorsqu'on dit qu'un matériau est élastique, cela signifie qu'il peut s'étirer et revenir à sa forme ou à sa taille d'origine sans perdre aucune propriété physique.
L'une des raisons pour lesquelles le silicone présente une élasticité et une flexibilité élevées est sa structure moléculaire hélicoïdale. Cela signifie que la structure moléculaire des monomères forme une spirale ou une hélice. Cela contribue à un degré élevé d'extension lors de l'application d'une force de traction.
L'autre raison de la grande élasticité du silicone est la faiblesse des forces intermoléculaires des liaisons moléculaires. Bien que ces forces soient faibles, cela ne signifie pas que le matériau présente une faible résistance à la tension ou à la déchirure.
Haute résistance aux huiles minérales
Voici une autre raison pour laquelle le silicone est si apprécié. En général, le composé est insoluble dans pratiquement toutes les substances huileuses. L’une des raisons de ce phénomène est que les atomes de carbone du composé de silicone entravent les propriétés diélectriques de l’huile minérale. Cela signifie que le carbone détériore la capacité innée de l’huile à résister à la charge électrique.
La résistance aux huiles minérales est essentielle. Cela fait du silicone un matériau fiable pour la fabrication de composants utilisés dans les endroits où ces huiles sont abondantes. En outre, cela signifie que le silicone peut avoir une durée de vie plus longue, offrant ainsi plus de valeur pour vous.
Excellente résistance aux intempéries
Lorsqu'on dit qu'une substance a une haute résistance aux intempéries, cela signifie qu'elle peut résister aux UV et à l'ozone sans devenir obsolète. C'est une propriété présente dans la plupart des composés de caoutchouc. Cependant, le niveau de résistance varie d'un composé à l'autre.
On estime que le silicone présente une résistance exceptionnelle aux intempéries puisqu'il est inorganique. En d'autres termes, les composés organiques présentent les meilleures propriétés de résistance aux intempéries.
La résistance aux intempéries est l'une des propriétés qui affectent la durée de vie d'un composé. Dans ce cas, vous pouvez vous attendre à ce que la durée de vie du silicone soit élevée à en juger par son excellente résistance aux intempéries. En fait, le silicone peut durer jusqu'à 20 ans sans montrer aucun signe de dommage physique.
Stabilité thermique élevée
La stabilité thermique est définie comme la capacité d'une substance à rester inchangée lorsqu'elle est exposée à des températures élevées. De plus, le matériau doit le faire tout en conservant toutes ses propriétés mécaniques telles que la résistance, la déformation rémanente à la compression et l'élasticité.
Le silicone a une température de fonctionnement de 50°C à +250°C. Cela signifie que le silicone peut rester inchangé à des températures extrêmement basses et élevées. Il s'agit d'une propriété importante car elle rend le silicone assez fiable dans ces conditions de chaleur basse ou élevée de l'environnement.
Force d'adhérence inférieure à celle de l'époxy
À titre de comparaison, nous pouvons comparer les propriétés adhésives du silicone à celles de l'époxy. L'adhérence est la force de liaison qu'un certain matériau fournit entre deux surfaces. Il s'agit d'une description simple du terme.
À l'état liquide, le silicone peut être utilisé comme adhésif. Ce type de silicone, autrement connu sous le nom de caoutchouc de silicone liquide (LSR) peut être utilisé pour l'étanchéité, le revêtement et d'autres fonctions adhésives. Il a tendance à durcir comme l'époxy mais avec une liaison plus faible. En tant que tel, il est considéré comme un adhésif plus faible que la résine époxy.
Propriétés de l'époxy
Si vous avez déjà utilisé l'époxy, vous avez sûrement remarqué qu'il s'agit d'un excellent adhésif. L'adhérence est l'utilisation principale de ce composé. Pour cette raison, il possède des propriétés assez spécifiques, mais aussi certaines qui sont liées au silicone.
Forte adhérence
Dans les processus de fabrication tels que le collage caoutchouc-métal, l'un des adhésifs couramment utilisés pour lier les substrats est l'époxy. À condition que des propriétés adhésives de haut niveau soient requises pour ce processus, l'adoption de l'époxy vous indique sa résistance.
L'époxy est également utilisé pour former des couches destinées à couvrir les fissures et les ouvertures indésirables. Dans de telles applications, des propriétés adhésives sont également requises. De plus, le matériau avec lequel l'époxy est collé n'a pas d'importance. En effet, l'époxy peut se lier à plusieurs types de matériaux, indépendamment de leur résistance, de leurs propriétés de surface ou de tout autre élément.
Faible rétrécissement
La quantité de volume perdu par l'époxy après durcissement est d'environ 1 à 5 fois la taille d'origine. Il s'agit d'une perte négligeable. En fait, il s'agit de la perte de volume la plus faible de tous les adhésifs polymères de l'industrie. Cela signifie donc que l'époxy est généralement meilleur que le silicone.
Les taux de retrait des résines époxy varient en fonction de la formulation spécifique. Cependant, en général, la plupart des époxydes ont un faible retrait. Ce qui les différencie, c'est leur faible retrait.
Résistance chimique
Tout comme le silicone, l'époxy présente également une grande résistance aux produits chimiques. Cela signifie qu'il peut résister à des composés chimiques corrosifs tels que les acides et les bases concentrés. De même, cette propriété est bonne car elle augmente le champ d'application de l'époxy. En d'autres termes, tout comme le silicone, l'époxy peut être utilisé dans des conditions difficiles.
Bien que nous comparions cette propriété entre deux matériaux aux compositions moléculaires différentes, vous pouvez attester que les deux ont ce qu'il faut. La résistance chimique est vraiment importante pour les composés utilisés dans la fabrication de composants extérieurs.
Résistance élevée à la traction
Sous sa forme durcie, l'époxy est aussi solide que les plastiques de qualité supérieure. Il résiste même aux forces de tension. En fait, si ce n'était pas le cas, il ne serait pas considéré comme un bon adhésif. Cette force est suffisamment forte pour supporter les contraintes mécaniques.
Longue durée de vie
L'époxy en tant qu'adhésif peut durer au moins 20 ans sans perdre ses propriétés adhésives. Une durée aussi longue est suffisante pour que les substrats collés aient bien fonctionné. De plus, avant l'expiration de cette période, vous aurez effectué plusieurs pratiques d'entretien pour maintenir la liaison adhésive plus serrée.
Pour un adhésif industriel tel que l'époxy, une longue durée de vie est non négociable. Elle rend le matériau plus fiable dans plusieurs conditions. De plus, une longue durée de vie augmente la valeur du matériau, le rendant plus intéressant pour les applications commerciales.
Époxy vs silicone : comparaison des similitudes et des différences
Le silicone et l'époxy partagent certaines similitudes. Qu'il s'agisse de la fonctionnalité, des propriétés ou d'autre chose, ces composés ont quelque chose en commun. De même, il existe des différences qui montrent la fine frontière entre ces matériaux. C'est ce qui les place dans une catégorie distincte de composés. Explorons certaines de ces similitudes et différences.
Similitudes entre l'époxy et le silicone
Certaines des similitudes courantes entre les qualités générales d’époxy et de silicone comprennent :
- Les deux peuvent être utilisés comme adhésifs. Le silicone sous sa forme liquide est utilisé comme adhésif d'étanchéité. Dans cette spécification, le silicone est également connu sous le nom de colle silicone. L'époxy est largement utilisé de la même manière. Ce cas d'utilisation partagé est dû aux propriétés adhésives des deux composés.
- Les deux présentent une stabilité thermique élevée. Un bon adhésif ou mastic doit avoir une stabilité thermique élevée. Cela est dû aux conditions d'utilisation dans lesquelles le matériau peut être utilisé.
- Les deux ne sont pas toxiques une fois durcis. Bien que les dérivés de l'époxy proviennent du pétrole brut et du gaz naturel, le produit final est généralement non toxique. Il en va de même pour le silicone. Les matériaux non toxiques sont privilégiés car ils sont sans danger pour l'environnement et ils plaisent davantage au grand public.
- Les deux partagent certaines propriétés. Comme vous l'avez vu lorsque nous avons discuté des propriétés du silicone et de l'époxy, les deux partagent certaines propriétés. Par exemple, ils ont tous deux une tolérance à haute température. Il faut noter que les valeurs et l'étendue de ces propriétés sont assez différentes en raison des différences chimiques des matériaux.
Quelle est la différence entre le silicone et l'époxy
En ce qui concerne les différences, vous pouvez vous attendre à de nombreuses différences entre le silicone et l'époxy. D'une part, les deux composés sont très différents en termes de composition chimique. Cela seul fait qu'ils présentent un certain nombre de différences.
Certaines des principales différences entre les deux sont :
- Traitement. La synthèse ou la transformation des deux matériaux est assez différente. D'une part, l'époxy peut être fabriqué par des méthodes DIY à partir de quelques ingrédients. Ce n'est pas le cas du silicone qui doit être fabriqué par un expert en caoutchouc pour obtenir les propriétés souhaitées.
- Résistance au jaunissement. La plupart des thermodurcissables subissent un phénomène appelé jaunissement, qui est généralement causé par une dégradation. La capacité à résister à ce phénomène est ce que l'on appelle la résistance au jaunissement, et le silicone y parvient mieux que l'époxy.
- Méthodes de séchage. En ce qui concerne le durcissement, le silicone et l'époxy subissent différentes techniques pour atteindre un état durci. Plus précisément, l'époxy durcit par une réaction chimique tandis que le silicone durcit par la chaleur, le RTV et d'autres méthodes applicables.
Époxy vs silicone : applications
Le dernier aspect que nous pouvons utiliser pour comparer l'époxy et le silicone est l'utilisation des deux matériaux. Vous constaterez qu'il existe des similitudes dans cet aspect ainsi que des différences.
Applications de l'époxy
L'époxy est utilisé de nombreuses manières, notamment :
Composé de calfeutrage
Le terme calfeutrage est utilisé pour décrire les méthodes et techniques utilisées pour imperméabiliser quelque chose. Ainsi, un composé de calfeutrage est une substance utilisée pour couvrir les trous, les fissures et les ouvertures afin de rendre un toit ou une surface étanche.
Le mastic acrylique est le type de composé de calfeutrage époxy le plus couramment utilisé pour cette application du matériau. Ce composé forme une forte liaison avec le substrat et couvre toutes les ouvertures qui pourraient faciliter les fuites d'eau. Cet époxy peut adhérer au métal, au béton, au plastique, au bois ou à tout autre type de matériau de construction.
Stratification de matériaux composites
Les matériaux composites sont des substances obtenues en combinant deux composés différents. Un composant métal-caoutchouc est un exemple de composite. L'époxy est généralement utilisé pour fabriquer des matériaux composites en raison de ses propriétés de surface. Il peut être appliqué sur des métaux ou d'autres matériaux et laissé durcir pour former un composite.
Création d'objets décoratifs
Vous avez probablement déjà vu sur Internet des projets DIY en époxy. Sinon, il existe une catégorie de personnes qui mélangent de la résine époxy avec des colorants pour fabriquer des meubles et toutes sortes d'objets décoratifs. Ces projets s'avèrent particulièrement réussis lorsque l'époxy est utilisé pour créer un plateau de table.
Principales applications des silicones
Le silicone a des utilisations très spécifiques. Cependant, la plupart de ses applications ressemblent à celles de la plupart des composés de caoutchouc. La principale différence est que le silicone est utilisé dans des conditions plus difficiles car ses propriétés peuvent résister à ces conditions. Certaines de ces applications comprennent :
Sceller les fissures
Le silicone, tout comme l'époxy, peut être utilisé comme produit d'étanchéité. Cependant, comme nous l'avons déjà dit, il existe un type particulier de silicone, le LSR, qui est utilisé pour cette application. Le LSR n'est pas aussi efficace que l'époxy, mais il remplit parfaitement sa fonction. Il s'agit donc d'un argument en faveur de produits d'étanchéité alternatifs et efficaces.
Production d'ustensiles de cuisine
Il y a de fortes chances que vous ayez déjà manipulé des ustensiles de cuisine en silicone. Il peut s'agir notamment de gants de cuisine, qui sont assez courants. Le silicone est utilisé dans la fabrication d'ustensiles de cuisine en raison de sa tolérance aux températures élevées. Les produits en silicone comme les gants de cuisine et les ustensiles de cuisson peuvent résister à des températures élevées pendant de longues périodes sans aucun dommage.
Équipement médical et de qualité alimentaire
Le silicone peut également être formulé conformément aux directives de la FDA afin de pouvoir être utilisé dans la fabrication d'aliments et d'équipements médicaux. Ces directives visent principalement à garantir que le composé est exempt de toxines. Il s'agit d'une exigence importante et obligatoire pour tout matériau utilisé pour fabriquer des produits destinés à être utilisés par des êtres humains.
Fabrication de joints, joints toriques et joints d'étanchéité
Dans les secteurs de l'automobile et de l'aérospatiale, de nombreux joints, garnitures et joints toriques sont nécessaires dans la carrosserie du véhicule. Ces composants doivent posséder une certaine solidité, une résistance à la déformation rémanente, aux produits chimiques et une durabilité globale. Le silicone est un matériau de choix pour ces composants car il a toujours démontré d'excellentes propriétés.
La peinture époxy adhère-t-elle au silicone ?
La résine époxy ne colle pas aux articles en silicone.
Qu'est-ce qui est mieux, l'époxy ou le coulis ?
Le coulis époxy est considéré comme le meilleur coulis pour les douches.
Conclusion
L'époxy et le silicone sont des composés courants aux propriétés fiables. Ces caractéristiques les rendent utiles dans diverses applications. Nous avons vu qu'en tant que polymères thermodurcissables, les deux composés présentent des similitudes et des différences. Par conséquent, si vous envisagez l'un des deux matériaux, ces informations vous aideront à prendre une décision éclairée.
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