Le Vol du Feu des Volcans

Il y a longtemps de cela le seul caoutchouc dont nous disposions était le latex naturel, le polyisoprène. Juste à sa sortie de l'arbre le caoutchouc naturel n'est pas bon à grand-chose. Il devient liquide et collant quand on le chauffe, et dur et fragile quand on le refroidit. Des pneus fabriqués avec ne serait pas très bon sauf pour quelqu'un qui aurait la chance de vivre dans un pays où il ferait soixante dix degrés toute l'année.

Il y a longtemps...Combien de temps? demandez-vous. Il y a environ cent soixante ans, en 1839 pour être exact. C'était avant qu'il y ait des voitures qui auraient besoin de pneus, mais l'idée d'un caoutchouc utilisable était déjà séduisante. L'une des personnes qui essaya de faire ce caoutchouc s'appelait Charles Goodyear, bricoleur et inventeur, mais pas du tout couronné de succès jusqu'à un certain jour. Alors qu'il faisait l'idiot dans sa cuisine avec un pot de latex, il fit accidentellement tomber du soufre dans la mixture.Et quand il regarda son caoutchouc, il vit qu'il ne fondait plus et ne collait plus quand on le chauffait, et qu'il ne devenait plus fragile quand il le laissait dehors dans la froide nuit d'hiver du Massachusetts. Il appela son nouveau caoutchouc du caoutchouc vulcanisé.

Attachés tous ensemble

Qu'est-ce qui s'était passé? Qu'avait fait le soufre au caoutchouc? Et bien il avait fait des ponts. Qui attachaient toute les macromolécules du caoutchouc ensemble. Cela s'appelle la réticulation. Vous pouvez la voir sur la figure en-dessous. Les ponts faits de courtes chaînes de soufre attachent une molécule de polyisoprène à une autre, jusqu'à ce que les chaînes soient réunies en une seule supermolécule géante.

Oui, les gars, cela veut dire exactement ce que vous pensez. Un objet fait de caoutchouc réticulé est en fait une seul molécule. Une molécule assez grosse pour que vous puissiez la prendre avec votre main.

Cette réticulation attache toutes les molécules de polymère ensemble. Comme elles sont attachées, quand on chauffe le caoutchouc, les molécules ne peuvent pas s'écouler les unes sur les autres. C'est pourquoi le polymère ne fond pas. De même comme toutes les molécules sont attachées entre elles, elles sont difficiles à séparer. C'est pourquoi le caoutchouc vulcanisé de Charles Goodyear ne devient pas fragile quand il est refroidi.

On peut voir de façon conceptuelle ce qui se passe en regardant la figure. On voit la différence entre un amas de chaîne non réticulées, et un réseau réticulé.

D'autres types de caoutchoucs, que les chimistes appellent élastomères sont réticulés. Parmi eux:

Polybutadiène

Polyisobutylène

Polychloroprène

Encore! Encore!

Mais le caoutchouc n'est pas la seule chose qui peut être réticulée. Les plastiques sont aussi rendus plus résistants par la réticulation. Le formica est un matériau réticulé.

Les polymères réticulés sont en général moulés et mis en forme avant d'être réticulés. Une fois que la réticulation a eu lieu, en général à haute température, l'objet ne peut plus être mis en forme. Comme la chaleur provoque en général la réticulation qui donne une forme permanente, on appelle ces matériaux des thermodurcissables. Ce nom les distingue des thermoplastiques, qui ne sont pas réticulés, et peuvent être moulés plusieurs fois. Le polyisoprène a été le premier thermodurcissable. Plus vous mettez de soufre dans le polyisoprène, plus il devient raide. Légèrement réticulé, c'est un caoutchouc flexible. Très réticulé, c'est un thermodurcissable dur (c'est le frère de Charles, Noah, qui a fait les premiers polyisoprènes thermodurcissables, au fait). Voici quelques thermodurcissables réticulés: