Définition simple: Le caoutchouc, naturel ou synthétique, est un hydrocarbure polymère obtenu à partir de l’extraction du latex de certaines plantes; un exemple particulier est obtenu par le procédé de coagulation du latex extrait de l’hévéa. C’est un élastomère amorphe formé par l’addition de 1,4-cis de l’isoprène.
Sommaire:
Table des matières
Définition caoutchouc:
Le caoutchouc est un matériau élastique, naturel à partir d’arbres, ou synthétique avec certains élastomères. Le caoutchouc naturel est le principal produit de coagulation du latex d’hévéa. Aujourd’hui, le caoutchouc synthétique, cotomère naturel dans certaines applications et complémentaire dans d’autres, est produit à partir de dérivés du pétrole.
Le principal arbre qui produit le caoutchouc est l’hévéa Hevea brasiliensis, appelé à l’arbre à caoutchouc qui peut atteindre une hauteur de plus de 30 mètres. Il est originaire de l’Amazonie au Brésil. Au 19e siècle, son exploitation commerciale, liée à la découverte, en 1839, de la méthode de vulcanisation, fit la fortune des villes brésiliennes de Manaus et de Belém.
Une récolte de caoutchouc:
L’arbre à caoutchouc Hevea brasiliensis, une plante lactifère, fournit un liquide blanc, le latex, qui formera la substance caoutchouteuse.
Le caoutchouc est un polymère élastique (polyisoprène, le polymère d’isoprène ou méthylbutadiène), de formule chimique C5H8 qui émerge sous la forme d’une émulsion laiteuse, le latex, dans la sève de plusieurs plantes, mais qui peut aussi être produite synthétiquement.
Origine naturelle:
Les euphorbiacées Euphorbiaceae, du genre Hevea, comme l’hévéa Hevea brasiliensis, constituent la principale origine et source commerciale de latex. D’autres plantes qui contiennent du latex sont le ficus Ficus elastica et le pissenlit commun Taraxacum officinale. Le caoutchouc est obtenu à partir d’autres espèces telles que Urceola elastica d’Asie et Funtumia elastica d’Afrique de l’Ouest.
Un isomère d’un autre célèbre caoutchouc d’origine naturelle, la gutta-percha, une gomme issue du latex naturel obtenu à partir des feuilles de l’arbre Palaquium gutta.
Histoire du caoutchouc:
La production du caoutchouc provenait uniquement de plantes sauvages du bassin amazonien et la grande demande apportait de la richesse à quelques spéculateurs qui exploitaient des masses de personnes désespérées qui étaient responsables de la collecte de latex dans des conditions prohibitives.
Avec le début des plantations en Asie du Sud-Est, la collecte spontanée de caoutchouc s’est effondrée, sauf pour de brefs intermèdes, comme pendant la Seconde Guerre mondiale. La culture de l’hévéa a également été tentée en Afrique, mais les résultats ont été plus modestes.
Il a été apporté en Europe pour la première fois par Charles Marie de La Condamine en 1736.
Fabrication:
Le caoutchouc, étant un polymère amorphe et avec de mauvaises propriétés mécaniques, n’est pas très utile en soi. La vulcanisation, dont la découverte est historiquement attribuée à Charles Goodyear, qui a obtenu le brevet en 1844, a été le premier procédé qui a permis de rendre le caoutchouc naturel véritablement utilisable dans des applications pratiques.
La fabrication du caoutchouc consiste à ajouter du soufre (ou d’autres additifs à effet similaire) qui brisent certaines des doubles liaisons présentes dans la structure des molécules, et lient deux chaînes formant un pont appelé réticulation.
La formation de plus de liaisons transversales entre plusieurs molécules bloquent la structure, formant un réseau épais de liaisons, suffisamment élastiques pour supporter une déformation de l’objet auquel elles appartiennent, mais dès que la contrainte est arrêtée, elles permettent au matériau de réacquérir sa forme originale.
Propriétés du matériau:
Le caoutchouc est un matériau caractérisé par la possibilité d’être allongé considérablement et de pouvoir revenir rapidement à la longueur initiale lorsque l’action qui a provoqué son allongement cesse; en d’autres termes, il s’agit d’un matériau à haute élasticité. Le caoutchouc est un grand émetteur de microparticules et favorise la production de microplastiques.
Le caoutchouc, et en général tous les élastomères, est chimiquement constitué de polymères, des macromolécules ayant un poids moléculaire de quelques dizaines de milliers d’unités de masse atomique; de telles macromolécules dans des conditions de repos sont repliées sur elles-mêmes, tandis que lorsqu’elles sont soumises à une traction, elles peuvent se détendre, puis reprendre la configuration d’origine à la fin de la contrainte.
Contrairement aux macromolécules de polymères thermoplastiques, les macromolécules qui composent le caoutchouc présentent un certain degré de réticulation, c’est-à-dire que les macromolécules n’ont pas de structure linéaire, mais sont plus ou moins entrelacées (comme un filet); cela contraint les macromolécules à se déplacer autour de points fixes (les noeuds du réseau) et cela restaure la configuration d’origine lorsque la contrainte mécanique est perdue.
La vulcanisation, qui est réalisée pour améliorer les caractéristiques mécaniques du caoutchouc naturel, consiste à traiter le caoutchouc naturel avec du soufre. Les atomes de soufre lient plusieurs macromolécules de gomme différentes créant la réticulation responsable du comportement élastique.
Parfois, le terme « caoutchouc » est utilisé pour indiquer le pneu, qui est plutôt une utilisation particulière du caoutchouc.
