Élastomères de polyuréthane (AU/EU) : Faire le lien entre caoutchouc et plastiques

Qu'est-ce que le caoutchouc polyuréthane ?

Les élastomères de polyuréthane (PU) occupent une position unique dans la famille des élastomères, comblant l'écart entre les caoutchoucs conventionnels et les plastiques techniques. Désignés AU (à base de polyester) ou EU (à base de polyéther) dans la nomenclature ASTM/ISO, les élastomères polyuréthanes offrent une combinaison remarquable de haute résistance à la traction, d'une résistance exceptionnelle à l'abrasion et d'une capacité de charge remarquable qu'aucun autre élastomère ne peut égaler.

Chimie et types

Les élastomères polyuréthanes sont formés en réagissant un polyol (polyester ou polyéther) avec un diisocyanate et en prolongeant la chaîne par un diol ou un diamine à chaîne courte. Le rapport entre les segments durs (provenant de l'isocyanate) et les segments souples (provenant du polyol) détermine les propriétés finales.

À base de polyester (AU)

Plus grande résistance à la traction, meilleure résistance à l'abrasion et résistance supérieure aux huiles. Cependant, les types polyester sont sensibles à l'hydrolyse (dégradation par l'eau), ce qui limite leur utilisation en environnements humides ou aqueux.

À base de polyéther (EU)

Résistance supérieure à l'hydrolyse, meilleure flexibilité à basse température et propriétés dynamiques améliorées. Préférés pour les applications impliquant une exposition à l'eau ou des basses températures, mais avec une résistance mécanique quelque peu inférieure aux types polyester.

Propriétés remarquables

• Résistance à l'abrasion : 3 à 10 fois meilleure que la plupart des composés caoutchouc — la meilleure de tous les élastomères
• Résistance à la traction : 25-50 MPa — se rapprochant des plastiques techniques
• Résistance à la déchirure : Exceptionnelle — très résistante à la propagation des coupures
• Capacité de charge : Peut supporter des charges qui déformeraient définitivement les caoutchoucs conventionnels
• Plage de dureté : 10 Shore A à 75 Shore D — gamme extraordinairement large
• Résistance aux huiles : Bonne à excellente selon la formulation

Limites

• Température : Utilisation continue maximale à 80-100°C (beaucoup plus faible que FKM ou silicone)
• Hydrolyse : Les types polyester se dégradent en conditions chaudes et humides
• Reprise élastique (compression set) : Généralement moins bonne que les caoutchoucs conventionnels à températures élevées
• Acides et bases : Faible résistance aux produits chimiques forts

Applications

Joints et garnitures

Le polyuréthane est le matériau de choix pour les joints hydrauliques haute pression, en particulier les joints tige, les joints piston et les racleurs dans les équipements hydrauliques mobiles. Sa haute résistance à l'extrusion lui permet d'assurer l'étanchéité à des pressions qui endommageraient des caoutchoucs plus mous.

Pièces d'usure

Les rouleaux de convoyeur, revêtements d'impulseur, panneaux de tamis et revêtements de goulottes exploitent l'excellente résistance à l'abrasion du polyuréthane pour prolonger considérablement la durée de service par rapport au caoutchouc voire à l'acier.

Roues et pneus

Les pneus de chariot élévateur, les roues de skateboard et les roues de roulettes industrielles tirent avantage de la capacité portante et de la résistance à l'abrasion du polyuréthane.

Extraction minière et traitement des minerais

Les revêtements d'hydrocyclone, les revêtements de tuyaux et les composants de cellules de flottation utilisent le polyuréthane pour lutter contre l'usure abrasive sévère causée par la manutention de boues.

Quand choisir le polyuréthane

Spécifiez le polyuréthane lorsque votre application exige une résistance exceptionnelle à l'abrasion, une grande capacité portante ou des pressions très élevées, ET que la température de fonctionnement reste inférieure à 80°C. Si la température dépasse cette valeur, considérez NBR, FKM ou d'autres alternatives. Si une exposition à l'eau est probable, préférez les grades polyéther (EU) aux grades polyester (AU).