Les résines de silicone - des hybrides aux caractéristiques exceptionnelles
Les silicones sont un groupe de polymères synthétiques offrant un éventail de propriétés exceptionnel. Physiologiquement neutres, les résines à base de silicone se caractérisent par une résistance à la chaleur et une élasticité particulièrement élevées. En fonction de l'utilisation et du profil de l'exigence, il est possible d'avoir recours à des résines 1K ou 2K, aussi connues sous le nom de silicones RTV-1 et RTV-2.
Le nom silicone désigne un type particulier de polymères occupant une place intermédiaire entre les composés organiques et anorganiques. Désignés également par leur nom technique polyorganosiloxane ou siloxane, les silicones sont d'une certaine manière des hybrides offrant un éventail exceptionnel de propriétés qu'aucun plastique comparable ne peut atteindre.
Les domaines d'utilisation des silicones sont variés : comme, en règle générale, ils sont considérés comme non nocifs pour la santé, ils sont utilisés en pharmacie, en médicine et dans l'industrie cosmétique, mais également dans la fabrication de textiles ou d'appareils de cuisine. Dans le secteur de la construction, les silicones sont souvent utilisés comme matériau d'étanchéité et de remplissage. Sous forme liquide, ils sont utilisés, entre autres, comme composant des huiles de massage, produits d'entretien, laques, liquides de contrôle ou couleurs d'impression spéciales.
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Résines de silicone : propriétés
En raison de leurs propriétés d'isolation électriques exceptionnelles, les résines de potting à base de silicone jouent un rôle important en tant que diélectrique dans la fabrication électronique, dans les transformateurs, par exemple, ou sous forme de colles thermiques. Leur excellente propriété hydrophobe ainsi que leur élasticité élevée rendent les matériaux intéressants pour les applications d'étanchéité exigeantes dans l'industrie automobile ou la technique d'éclairage. Dans ces applications, elles sont surtout utilisées pour l'étanchéité des moteurs, capteurs et boîtiers. De plus, de nombreux matériaux en silicone se distinguent par leur clarté optique élevée et leur grande translucidité. Comme ils ne tendent à jaunir ni en raison du vieillissement, ni sous l'effet de la chaleur ou de la lumière, ils sont souvent utilisés pour le potting de LEDs et pour le collage des écrans et écrans tactiles. Ces matériaux très bien tolérés d'un niveau physiologique sont également utilisés dans la technique médicale comme masses de potting pour les pacemakers ou pour la fabrication de masques dans le cas d'apnée du sommeil.
La résistance élevée à la chaleur dans une plage de températures comprise entre -40 et > 250°C est caractéristique des résines de potting de silicone. C'est pour cette raison qu'elles sont souvent utilisées lorsque le PU ne peut plus remplir les exigences liées à la température. De plus, ces matériaux se distinguent par leur résistance élevée aux intempéries et par un faible développement de chaleur durant la réaction de durcissement. Par rapport aux résines époxy et au polyuréthane, les utilisateurs doivent cependant souvent dépenser plus pour ce profil de propriétés exceptionnel.
La faible dureté est caractéristique des matériaux en silicone. Cependant, cette propriété peut avoir des conséquences négatives sur l'application correspondante. En fonction des applications, il faut également prendre en compte la plus grande perméabilité au gaz et à la vapeur d'eau par rapport aux époxydes ou aux polyuréthanes ainsi que la moins bonne adhérence à certains substrats. En cas de contact avec des solvants tels que l'essence, l'alcool éthylique ou le toluène, le silicone tend aussi à gonfler. Cette réaction est cependant réversible, ce qui signifie qu'après l'évaporation complète du solvant, le matériau retrouve sa forme d'origine.
Résines de silicone : traitement, potting et durcissement
En raison de leur réticulation rapide en cas de faibles températures, des silicones à réticulation sous rayonnement UV sont souvent utilisés dans la fabrication électrique et électronique. Des systèmes de silicone 1K et 2K, qui réticulent à température ambiante et sont appelés silicones RTV-1 et RTV-2 (RTV = room temperature vulcanizing), sont aussi souvent utilisés. Les systèmes RTV-1 réticulent grâce à l'humidité de l'air pour se transformer en produit final ; cette réaction s'appelle la réticulation par condensation. Pour garantir une réticulation continue, ces silicones doivent uniquement être utilisés pour les faibles épaisseurs de couches. Un durcissement dans des systèmes fermés sans arrivée d'air n'est pas possible. Dans ce cas, il faut utiliser des systèmes RTV-2.
Les silicones RTV-2 peuvent réticuler soit par une réaction de condensation, soit par une réaction d'addition, c'est-à-dire par l'humidité ou l'ajout d'un durcisseur correspondant. Les systèmes 2K permettent de réaliser des épaisseurs de couches plus importantes. Le durcissement du matériau dépend moins des données extérieures, ce qui n'est pas le cas pour les silicones RTV-1. Grâce à une augmentation ciblée de la température, la réticulation est significativement plus rapide. De manière générale pour les systèmes RTV-2, il faut cependant veiller à ce que le mélange des composants soit réalisé dans un bon rapport. Si la quantité de durcisseur ajoutée est trop faible, la réticulation du matériau est insuffisante : la masse de potting reste molle et collante, la résistance mécanique est considérablement réduite. Un surdosage provoque un temps d'usinabilité trop court. Il peut également provoquer une perte plus importante de la résistance mécanique du matériau composite.
Pour les résines de silicone réticulant par condensation, il est important de traiter entièrement les matériaux en excluant toute humidité. Si cette condition n'est pas respectée, la réaction de réticulation est prématurée et la résine de silicone devient inutilisable avant même le processus de dosage. Pour éviter cette situation, il est recommandé de préparer et de transporter le matériau sous vide.
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CONSEIL : Les liquides siliconés humidifient également entièrement les surfaces dans le sens inverse de la force de gravité. Il est donc important de toujours traiter les silicones sur différentes installations et idéalement dans des locaux individuels.
