Silicone - Définition et Explications

Introduction

Les silicones, ou polysiloxanes, sont des composés inorganiques formés d'une chaine silicium-oxygène (...-Si-O-Si-O-Si-O-...) sur laquelle des groupes se fixent, sur les atomes de silicium. Certains groupes organiques peuvent être utilisés pour relier entre elles plusieurs de ces chaines (...-Si-O-...). Le type le plus courant est le poly(diméthylsiloxane) linéaire ou PDMS. Le second groupe en importance de matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) en silicone (Les silicones, ou polysiloxanes, sont des composés inorganiques formés d'une chaine silicium-oxygène (...-Si-O-Si-O-Si-O-...) sur laquelle des groupes se fixent, sur...) est celui des résines de silicone, formées par des oligosiloxanes ramifiés ou en forme de cage.

À noter que l’on dit :

• le silicone lorsque l'on parle du polymère comme expliqué ci-dessus ;
• et la silicone lorsque l'on se réfère aux composés de silicium (Le silicium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Si et de numéro atomique 14.) de formule générale R₂SiO.

Les erreurs de traduction de l'anglais au français sont fréquentes (faux-amis) :

• silicon (anglais) => silicium (français) ;
• silicone (anglais) => silicone (français) ;
• silica (anglais) => silice (La silice est constituée de dioxyde de silicium, un composé chimique qui entre dans la composition de nombreux minéraux ; sa formule est SiO2.) (français).

Utilisations

En faisant varier des chaines (...-Si-O-...), les groupes fixés et les liaisons entre chaines, les silicones fournissent une grande variété de matériaux. Leur consistance va du liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) (implant mammaire) au plastique dur, en passant par le gel et la gomme. Les silicones sont présents un peu partout dans le quotidien, sous forme de mastics, colles (Colles (pluriel collis) est un mot d'origine latine désignant une petite colline ou une légère surélévation de la surface.), joints, additifs antimoussants pour poudres lessivielles, cosmétiques, matériel médical, gaines isolantes de câbles électriques, graisses haute performance, etc.

Classification

Nomenclature chimique

La nomenclature des polymères en général est complexe et d'un usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) difficile.
Celle des silicones a été simplifiée par l'utilisation des lettres pour représenter des unités monomères mono, di, tri, et tétrafonctionnelles.

Nomenclature des silicones :

forme physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la...)

• huile (L'huile est un terme générique désignant des matières grasses qui sont à l'état liquide à température ambiante et qui...) ou gomme (différentes viscosités)
• résines
  • élastomères (formés à partir des matériaux ci-dessus)
    • vulcanisables à froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.) (EVF)
    • vulcanisables à chaud (EVC)

Historique

En cherchant à combiner les propriétés de composés de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) avec celles de composés de silicium, un chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de...) de Corning (USA), J.F. Hyde inventa les silicones en 1938. La société Dow Corning fut fondée en 1943 pour exploiter cette invention qui a débouché sur un grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de résines, de vernis, d’élastomères et d'autres utilisations humaines etc...

Fabrication

La matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état...) première est le silicium pur, obtenu à partir du quartz par électrométallurgie. On fait réagir ce silicium dans des réacteurs chimiques avec du chlorure de méthyle (réaction de Rochow), pour obtenir des méthylchlorosilanes, dont le plus important est le diméthyldichlorosilane (DMDCS) ayant pour formule chimique : (CH₃)₂Cl₂Si.

Le DMPCS est ensuite hydrolysé pour éliminer le chlore (Le chlore est un élément chimique de la famille des halogènes, de symbole Cl, et de numéro atomique 17.), puis une polycondensation (polymérisation avec élimination d'eau) conduit à la fameuse chaine (...-Si-O-Si-O-Si-O-...).
Il faut ajuster la longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de...) de la chaine, les branchements, et ensuite greffer les fonctions nécessaires à l'utilisation visée.

Propriétés

Les silicones se distinguent par deux propriétés fondamentales :

1. liaison Si-O "forte"
   • grande inertie (L'inertie d'un corps découle de la nécessité d'exercer une force sur celui-ci pour modifier sa vitesse (vectorielle). Ainsi, un corps immobile ou en mouvement rectiligne uniforme...) chimique ;
   • bonne tenue aux UV (ultraviolet) ;
   • température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid...) de dégradation élevée.
2. flexibilité de la chaine polymérique
   • faible viscosité ;
   • température de transition vitreuse basse ;
   • faible dépendance des propriétés mécaniques (viscosité,…) avec la température.