Le Nordel, un copolymère d'éthylène-propylène (EPM) et d'éthylène-propylène-diène monomère (EPDM) est un élastomère thermoplastique réputé pour sa résistance exceptionnelle, sa flexibilité et sa polyvalence. Utilisé dans de nombreux secteurs industriels, notamment l'automobile, l'aérospatiale, le secteur médical et les biens de consommation durables, le Nordel offre un excellent compromis entre performance, coût et durabilité.
Composition chimique et structure moléculaire du nordel
La composition chimique du Nordel est la clé de ses propriétés uniques. Il est principalement composé d'éthylène et de propylène, deux alcènes. La proportion précise de chaque monomère, ainsi que l'ajout éventuel de diènes (comme le diène non conjugué), déterminent les propriétés finales du matériau. La structure moléculaire est caractérisée par une chaîne principale saturée avec des ramifications latérales courtes. Cette structure amorphe (non cristalline) lui confère une excellente flexibilité et une résistance à la cristallisation, même à basse température. La distribution aléatoire des monomères d'éthylène et de propylène crée une structure non régulière, ce qui contribue à sa résistance à la traction et à l'allongement à la rupture.
La présence de diènes dans certains grades de Nordel (EPDM) introduit des insaturations dans la chaîne principale, ce qui améliore l'adhérence et la réticulation, permettant ainsi des performances améliorées en termes de résistance à la chaleur et aux produits chimiques. Le degré de réticulation, qui affecte le niveau de cristallinité, est également un facteur important.
Propriétés physiques et chimiques du nordel
Densité et viscosité du nordel
La densité du Nordel varie typiquement entre 0.87 et 0.93 g/cm³, selon la composition et le grade. Cette densité relativement faible contribue à sa légèreté et sa facilité de mise en œuvre. La viscosité, mesurée à l'état fondu, est cruciale pour les procédés de fabrication comme l'extrusion et le moulage par injection. Une viscosité plus élevée implique une plus grande résistance à l'écoulement et nécessite des pressions plus importantes pendant la transformation. La viscosité du Nordel est généralement inférieure à celle d'autres élastomères comme le silicone ou le Viton à température équivalente, facilitant ainsi la transformation.
Résistance thermique du nordel
Le Nordel présente une remarquable résistance thermique. Sa plage de température d'utilisation s'étend généralement de -50°C à +150°C. Certaines grades spéciaux peuvent même supporter des températures plus élevées. A des températures inférieures à -50°C, le Nordel reste flexible, évitant la fragilisation observée dans d'autres matériaux. Au-dessus de +150°C, une dégradation thermique progressive peut se produire, réduisant les performances mécaniques. La résistance à la chaleur du Nordel est supérieure à celle de l'EPDM standard, mais inférieure à celle du FKM (Viton).
Résistance chimique du nordel
La résistance chimique du Nordel est l'un de ses principaux atouts. Il résiste bien à de nombreux produits chimiques, notamment de nombreux acides dilués, bases et solvants aliphatiques. Cependant, il est sensible aux solvants aromatiques et chlorés, ainsi qu'aux carburants oxygénés. Le tableau suivant présente un aperçu comparatif de la résistance chimique de différents élastomères :
| Matériau | Acide sulfurique dilué (10%) | Hydroxyde de sodium dilué (10%) | Essence | Huile moteur | Ozone |
|---|---|---|---|---|---|
| Nordel (EPM) | Bonne | Bonne | Bonne | Excellente | Faible |
| Nordel (EPDM) | Bonne | Bonne | Bonne à excellente | Excellente | Bonne à excellente |
| Viton (FKM) | Excellente | Excellente | Bonne | Excellente | Excellente |
| EPDM | Bonne | Bonne | Bonne | Bonne | Bonne |
| Silicone | Faible | Faible | Bonne | Bonne | Excellente |
Propriétés mécaniques du nordel
Les propriétés mécaniques du Nordel sont cruciales pour ses applications. Sa résistance à la traction varie typiquement entre 10 et 20 MPa, son allongement à la rupture entre 400% et 700%, et sa dureté Shore A entre 40 et 80. Ces valeurs peuvent varier en fonction du grade spécifique et du processus de fabrication. La résistance à l'abrasion et à la déchirure du Nordel est également un facteur important, lui conférant une grande durabilité.
Propriétés électriques du nordel
Le Nordel possède de bonnes propriétés diélectriques, ce qui en fait un isolant électrique efficace. Sa constante diélectrique est relativement basse, et sa résistance au vieillissement diélectrique est élevée. Ceci le rend approprié pour l'isolation de câbles électriques, les applications électroniques et d'autres composants sensibles aux décharges électriques. Sa faible conductivité électrique assure une bonne protection contre les courts-circuits.
Variantes et grades de nordel : une gamme large pour des applications spécifiques
Du fait de sa polyvalence, une gamme variée de grades de Nordel est disponible, chacun optimisé pour des applications spécifiques. Ces variations sont obtenues en modifiant la composition chimique, le poids moléculaire, et le processus de fabrication. Les principaux paramètres qui distinguent les grades sont :
- Contenu en éthylène : Influence la résistance à la traction, la dureté et la résistance à la chaleur.
- Type et quantité de diène (pour les EPDM) : Influence la réticulation, la résistance à l'ozone et la résistance aux produits chimiques.
- Additifs : Des additifs comme des antioxydants, des stabilisants UV, et des agents de renforcement sont souvent ajoutés pour améliorer les propriétés spécifiques.
Exemples de grades spécifiques et leurs applications typiques :
- Nordel 2770 : Résistance élevée à la chaleur et aux produits chimiques, idéal pour les applications automobiles.
- Nordel 2772 : Bonne résistance aux huiles et carburants, adapté aux joints d'étanchéité.
- Nordel 2774 : Excellente résistance à l'ozone, recommandé pour les applications extérieures.
Performances et applications du nordel : un élastomère polyvalent
Applications industrielles du nordel
La polyvalence du Nordel lui permet d'être utilisé dans un large éventail d'applications :
- Automobile : Joints d'étanchéité de moteur, durites de carburant, tuyaux de refroidissement, pièces de protection.
- Aérospatiale : Joints, éléments d'étanchéité pour les systèmes hydrauliques et pneumatiques.
- Industrie Chimique : Tuyaux, joints, membranes résistants aux produits chimiques agressifs.
- Médical : Composants pour les dispositifs médicaux nécessitant une biocompatibilité (grades spécifiques).
- Biens de Consommation : Joints d'étanchéité, pièces flexibles et durables.
- Câbles : Isolation des câbles et protection contre l'abrasion.
Comparaison avec les matériaux concurrents : nordel vs EPDM, FKM, silicone
Le Nordel est souvent comparé à d'autres élastomères comme l'EPDM, le FKM (Viton), et le silicone. Chaque matériau présente des forces et des faiblesses spécifiques :
| Propriété | Nordel | EPDM | FKM (Viton) | Silicone |
|---|---|---|---|---|
| Résistance à la chaleur | Bonne | Bonne | Excellente | Bonne à excellente (selon le type) |
| Résistance aux produits chimiques | Bonne | Bonne | Excellente | Variable, dépend du type |
| Coût | Modéré | Bas | Élevé | Modéré à élevé |
| Flexibilité à basse température | Excellente | Bonne | Modérée | Excellente |
| Résistance à l'ozone | Variable (meilleure avec EPDM) | Bonne | Excellente | Excellente |
Le Nordel offre un excellent compromis entre performance, coût et facilité de transformation. Le choix du matériau dépendra des exigences spécifiques de chaque application.
Limitations et inconvénients du nordel
Malgré ses nombreux avantages, le Nordel présente certaines limitations :
- Sensibilité à certains solvants : Il est moins résistant aux solvants aromatiques et chlorés que le FKM.
- Température de service maximale limitée : Sa température maximale d'utilisation est inférieure à celle du FKM.
- Résistance à l'abrasion variable : Bien qu'il offre une bonne résistance à l'abrasion, certains grades peuvent être moins performants que d'autres matériaux.
- Impact environnemental : Comme tous les polymères, le Nordel a un impact environnemental qui doit être considéré. La recherche de solutions de recyclage et de matériaux plus durables est en cours.
Conclusion : le nordel, un choix polyvalent pour de nombreuses applications
Le Nordel est un élastomère haute performance qui offre un excellent compromis entre résistance, flexibilité, coût et facilité de transformation. Sa large gamme de grades permet de répondre aux exigences spécifiques de nombreuses applications industrielles. Toutefois, il est important de tenir compte de ses limitations et de choisir le grade le plus approprié pour chaque situation. L'évolution de la technologie des élastomères et les préoccupations environnementales vont continuer à influencer les développements futurs du Nordel et ses alternatives.