Les Silicones

Les silicones sont une catégorie moderne d’élastomère (= polymère présentant des propriétés élastiques). Les élastomères silicone se distinguent des polymères organiques (caoutchouc naturel ou synthétiques, latex, polyuréthanes…) par leur nature minérale.

La matière de base utilisée pour la chimie des silicones est l’élément silicium (Si). Le nom « silicium » provient du latin silex, silicis : caillou.

Le silicium existe dans la nature uniquement sous forme combinée, principalement sous forme de dioxyde de silicium SiO2 (autrement appelé quartz ou silice) et de silicates. Ils représentent 25,8 % en poids de l’écorce terrestre ce qui fait du silicium le deuxième élément chimique par son abondance (derrière l’oxygène) et la matière de base la plus importante des matériaux minéraux.

Historiquement l’homme à, sans le savoir, employé des matériaux de construction et des matières contenant du silicium, par exemple les sables, l’argile et les matériaux céramiques. L'une des plus anciennes utilisations de la silice étant la fabrication du verre. En revanche, le silicium n’existant pas dans la nature à l’état pur, il n'a été obtenu que relativement tard.

Aujourd’hui, le silicium peut être restructuré en polymère grâce à des procédés chimiques complexes. C’est ainsi que l’on obtient les grandes familles de silicones sous forme de fluides, de résine et d’élastomères. De nos jours, ces différents types de silicones sont présents presque partout : automobile, aéronautique, médical, cosmétiques, puériculture, électricité, électronique, énergies solaires, industries alimentaires & textile, bureautique, bâtiment, peintures, entretien…

Production

La chimie permet de transformer le silicium en silicones grâce à différentes étapes de production et de transformation.

Etape 1 : La Fabrication du Silicium

• La première opération dans la préparation du silicone est l’obtention du silicium.

• La silice (oxyde de silicium SiO2) est réduite à l’état de silicium par chauffage à 1700°C au four électrique à arc (à électrode de carbone) à l’aide de coke de pétrole, de charbons bitumineux et de copeaux de bois. Cette étape nécessite qu’un lent mouvement de rotation soit fourni par la cuve du four.

• On obtient ainsi le silicium qui se présente sous la forme d’un corps solide, gris noir, ayant un reflet métallique. Ce silicium (de qualité métallurgique) a une teneur en élément silicium (Si) de l’ordre de 98 à 99%.

A noter que si le silicium est inerte à température ordinaire, il se combine facilement à l'oxygène aux températures élevées.

Production

En résumé : le silicium est broyé, mélangé à du chlorure de méthyle, puis transformé dans les procédés de synthèse en chlorosilanes puis en siloxanes.

Etape 2 : La Fabrication des Siloxanes

• Plusieurs familles de siloxanes sont issues de cette fabrication, chacune avec des particularités et des propriétés multiples. Leur viscosité peut être choisie, ainsi leur apparence peut varier du liquide à la gomme. A compter de cette étape les procédés de fabrication ainsi que les formulations diffèrent en fonction du type de silicone recherché :

o Fluides

o Résines

o Élastomères : ils existent 3 types d’élastomères :

- Les élastomères vulcanisables à chaud (EVC)

- Les élastomères vulcanisables à froid (EVF)

- Les élastomères dits liquides (LSR)

A noter aussi qu’il existe une multitude de combinaisons possibles pour chaque type de silicone (fluides, résines et élastomères). En

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