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Le caoutchouc est un polymère contenant de l’hydrogène et du carbone.
Le caoutchouc est un matériau souple et élastique. Le caoutchouc naturel est obtenu à partir d’un liquide blanc laiteux appelé latex, fourni par de nombreuses plantes dont l’hévéa et le guayule. En même temps, l’homme peut créer du caoutchouc synthétique industriellement à partir des dérivés du pétrole.
I. Le caoutchouc naturel
Le caoutchouc naturel provient du latex, dispersions aqueuses colloïdales issu de l’hévéa. Le latex est filtré, centrifugé et coagulé par ajout d’acide acétique ou acide formique. D’un point de vue chimique, le caoutchouc naturel est le polyisoprène de grande masse moléculaire, composé de chaînes dont le motif est l’isoprène, lequel se répète de 1500–150000 unités.
isoprène polyisoprène (caoutchouc naturel) La plupart des caoutchoucs naturels ont des structures « cis », c’est- à-dire le groupe CH2 se trouve du même côté du plan formé par la liaison double. Il existe aussi des caoutchoucs naturels de structures en « trans » tel que le caoutchouc obtenu de la gutta-percha (trans-polyisoprène), l’hévéa et le guayule. Le caoutchouc de structure en « trans », c’est-à- dire le groupe CH2 se trouve du côté opposé l’un de l’autre par le plan formé par la liaison double : c’est la gutta-percha.
Le caoutchouc naturel de structure en « cis » (Cis-polyisoprène)
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Le caoutchouc naturel de structure en « trans » ou la gutta-percha (Trans-polyisoprène)
Ces deux types de caoutchouc naturel ont des propriétés physiques différentes : le caoutchouc de structure en « cis » est mou et collant que le caoutchouc de structure en « trans » ou la gutta-percha.
La vulcanisation
La vulcanisation rend le caoutchouc plus solide et plus collant, une résistance à la chaleur à haute température sans se ramollir. La vulcanisation consiste à chauffer le caoutchouc avec du soufre en présence du catalyseur. Les atomes de soufre forment des liaisons covalentes avec des molécules de caoutchouc à longue chaîne ; c’est pourquoi chaque molécule de caoutchouc à longue chaîne s’est tirée ensemble.
Le caoutchouc après vulcanisation est utilisé dans la fabrication des pneus ou des caoutchoucs de véhicules.
Avant la vulcanisation Après la vulcanisation
Fig 32.1 Structure moléculaire du caoutchouc avant et après le processus de vulcanisation
II. Le caoutchouc synthétique
Le polybutadiène (– CH2 – CH = CH – CH2 –)n est le premier caoutchouc synthétique ou artificiel fabriqué en Allemagne. Il est formé à partir de 1,3-butadiène (CH2 = CH – CH = CH2) comme motif de monomère, à travers le processus de vulcanisation, on peut l’utiliser dans la fabrication des pneus.
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Lors de la Seconde Guerre mondiale, les scientifiques ont pu fabriquer le caoutchouc synthétique tel que le caoutchouc styrène- butadiène, appelé SBR, copolymère du butadiène et du styrène.
Le SBR a une grande résistance à l’abrasion et réagit avec le dioxygène plus difficile que le caoutchouc naturel mais peu collant.
Actuellement, la plupart des caoutchoucs synthétiques sont des polymères, copolymères de styrène- butadiène (SBR). Ce type de caoutchouc, après avoir passé par le processus de vulcanisation, réduit l’utilisation de caoutchouc naturel dans la fabrication des pneus.
En 1955, les scientifiques réussissent à synthétiser le polyisoprène de structure en « cis » semblable au caoutchouc naturel en utilisant le catalyseur [(CH3)2CHCH2]3Aℓ avec TiCℓ4 et le caoutchouc synthétique obtenu possède les mêmes propriétés physiques que le caoutchouc naturel.
Les matières premières utilisées dans la fabrication des caoutchoucs synthétiques sont toutes issues de la pétrochimie. En raison de la crise du pétrole mondiale qui affecte les variances du prix et de la quantité des productions du caoutchouc synthétique, l’industrie du caoutchouc réutilise le caoutchouc naturel comme matière première dans la fabrication de divers produits tels que les pneus. La quantité d’utilisation de caoutchouc naturel est susceptible d’augmenter.
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1. Qu’est-ce qu’un caoutchouc ? combien de types de caoutchouc y-a-t-il ? lesquels ?
2. Quelle est la différence entre le caoutchouc naturel et le caoutchouc synthétique ?
3. Qu’est-ce que la vulcanisation ?
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