Avant de lire pour connaître la température de fusion du silicone, demandez-vous d'abord s'il est possible que ce matériau aux excellentes propriétés fonde à n'importe quelle température ? Ne vous inquiétez pas, vous n'avez pas besoin de répondre à cette question vous-même, toutes les réponses que vous devez connaître sur la température de fusion du silicone se trouvent dans cet article.
Le silicone a-t-il une température de fusion
Le silicone ne peut pas être comparé à d'autres matériaux de type plastique qui fondent facilement à haute température, car il s'agit d'un polymère synthétique composé de siloxane, généralement de silicium, d'oxygène et d'autres additifs. Le silicone conserve ses propriétés mécaniques jusqu'à une température de fusion de 200 °C (celsius).
Cependant, lorsque la température est supérieure à 200 °C (celsius), le silicone commence lentement à perdre ses propriétés mécaniques, et lorsque cela se produit, vous remarquerez que le silicone deviendra progressivement plus dur et plus cassant. Par conséquent, le silicone n'a pas de température de fusion spécifique, il ne fond qu'à la bonne température.
À quelle température le silicone peut-il atteindre avant de fondre ?
La température à laquelle le silicone fond est généralement déterminée par la qualité du silicone. En effet, chaque qualité de silicone a des formulations différentes. Néanmoins, les plages de fusion des différents silicones commencent à 1000°F (537.778°C) jusqu'à 2577.2°F (1414°C).
Il est également important de savoir qu'avant le point de fusion du silicone, cela ne signifie pas qu'il n'y aura pas de changements pendant le cycle de chauffage du silicone. Pour vous expliquer cela plus en détail, lorsque votre silicone fonctionne à partir de 150 °C, il n'y aura pas beaucoup de changements dans le silicone, quelle que soit la quantité de chaleur que vous le chauffez à cette température.
Cependant, lorsqu'il fonctionne à 200°C, vous remarquerez que le silicone commence progressivement à perdre ses propriétés, ce qui le rend plus dur que la normale et ne s'étire plus comme d'habitude. Cette situation s'aggrave ensuite à mesure que les températures augmentent.
Conductivité thermique du silicone
Le silicone conserve sa stabilité dans diverses plages de température, quelle que soit la chaleur à laquelle vous le soumettez, car il est doté d'une chaîne principale en siloxane. Cela indique que le silicone ne conduit ni ne transfère la chaleur en raison de sa faible conductivité thermique.
Facteurs influençant la température de fusion du silicone
Généralement, le silicone température de fusion n'est pas fixe. Bien entendu, différents facteurs influencent la température de fusion de divers silicones. Ils sont énumérés ci-dessous :
Pression des matériaux
Ce facteur joue un rôle mineur. Dans certains cas, le point de fusion du silicone peut augmenter dans des conditions de haute pression car le matériau se comprime, ce qui renforce les forces intermoléculaires.
Le point le plus important à prendre en compte ici est la combinaison spécifique des matériaux dans le silicone. Les fabricants accordent généralement la priorité à l'optimisation des formulations pour atteindre les points de fusion souhaités pour diverses applications.
Inclusion d'additifs et de charges
Le silicium et l'oxygène sont les principaux matériaux utilisés pour produire du silicone, il est très rare de voir que le matériau contient différents additifs. Ces additifs, qui comprennent des agents de renforcement, des formulateurs et des charges, modifient fondamentalement la composition de base du matériau silicone. Ce sont également des facteurs importants qui influencent la température de fusion du silicone.
Quelques exemples à prendre en compte sont la capacité de traitement du silicone durci au platine. Si vous souhaitez abaisser leur point de fusion, vous pouvez le faire avec des plastifiants, des acides de traitement et d'autres substances. Il est important de savoir que les charges de noir de carbone ont l'effet inverse, qui est d'augmenter la rigidité et de rendre le silicone utilisable plus longtemps.
Composition du polymère
La composition du polymère d’un silicone particulier est très importante car on peut dire qu’elle constitue l’un des facteurs majeurs qui influence la température de fusion du silicone.
Par exemple, silicone fluoré, et le méthylsilicone sont d'autres types de polymères qui ont des structures chimiques différentes qui influencent généralement les températures de fusion des silicone ils sont produits avec.
De plus, lorsque vous ajoutez des substituants alternatifs, le comportement des forces intermoléculaires du polymère de silicone est influencé, affectant ainsi la température de fusion du silicone.
Niveau de polymère et poids moléculaire
Un autre élément à prendre en compte est le poids moléculaire d'un polymère de silicone ainsi que le niveau de polymérisation qu'il traverse. Des forces moléculaires plus fortes sont présentes dans les polymères de silicone construits avec des poids moléculaires plus élevés, ce qui conduit à une température de fusion plus élevée de ce type de silicone. La température de fusion est également influencée lorsque des chaînes polymères plus longues présentent un degré de cristallinité plus élevé.
Processus de durcissement et de réticulation
Il est toujours possible d'optimiser les propriétés mécaniques du silicone en réticulant les matériaux au cours du processus de production. Dans ce cas, les forces intermoléculaires et le réseau polymère présents dans la structure du matériau influencent la température de fusion du silicone.
Un exemple parfait est que les élastomères de silicone sont réticulés, tandis que les polymères de silicone ne le sont pas, mais du fait que les élastomères de silicone sont réticulés, ils ont toujours une température de fusion plus élevée lorsque vous les comparez aux polymères de silicone.
Niveau de pureté et teneur en impuretés
Le niveau de pureté du matériau silicone a un impact positif sur la température de fusion d'un silicone tandis que la teneur en impuretés limite la température de fusion en perturbant les forces intermoléculaires. Cela signifie que le silicone a tendance à avoir une température de fusion plus élevée lorsque ses matériaux sont purs, mais a une température de fusion plus basse lorsqu'il y a des impuretés dans le matériau silicone.
Degré de cristallinité
La structure du polymère de silicone contient plusieurs zones cristallines. Des interactions intermoléculaires plus fortes dans ces zones entraînent une augmentation de leur point de fusion. En règle générale, le degré de cristallinité peut être influencé par un certain nombre de variables, notamment la vitesse de refroidissement du matériau pendant la solidification, les paramètres de traitement particuliers et la présence d'additifs potentiels.
Méthodes de test et de mesure de la température de fusion du silicone
Equipement pour tester la température de fusion du silicone
Pour tester efficacement la température de fusion du silicone en laboratoire, vous devez disposer des outils répertoriés ci-dessous :
- Appareil de mesure du point de fusion : Cet équipement est équipé d'un régulateur de température, d'un écran numérique qui affiche les relevés et d'un tube capillaire. Le but de cet équipement est de vous aider à connaître la température de fusion réelle.
- Thermocouple ou capteur de température : Cela vous aide à mesurer avec précision la température du silicone et la température de fusion.
- Source de chauffage: La source de chaleur augmente la température du matériau en silicone jusqu'au niveau où le silicone change de forme. Cet équipement est nécessaire car vous devez d'abord chauffer le matériau lui-même si vous souhaitez mesurer le point de fusion. Un bon exemple de ce que vous pourriez utiliser est une plaque chauffante, un brûleur, etc.
- Système de refroidissement: Cela est nécessaire pour abaisser la température du matériau en silicone après l'avoir augmentée. Vous pouvez rendre le silicone solide à nouveau en lui donnant un simple bain.
- Tubes capillaires en verre : Vous en aurez besoin pour obtenir de petites quantités de silicone afin d'analyser plus en détail l'échantillon.
- Équipement d'enregistrement des données : Les thermomètres, les enregistreurs de température, etc. sont parfaits pour obtenir des données précises sur le point réel atteint par le matériau en silicone avant de fondre.
Maintenant que vous avez tout l’équipement prêt, la prochaine chose à examiner est les méthodes de mesure de la température de fusion du silicone.
Méthode de la température de fusion capillaire
Cette méthode est considérée comme la plus rapide et la plus précise. Elle consiste à placer une petite quantité de silicone dans un tube capillaire en verre. N'oubliez pas de fermer le tube capillaire à une extrémité, puis de le chauffer lentement avec un brûleur Bunsen. Le moment où vous vous rendez compte que le silicone commence à fondre est considéré comme la température de fusion.
Calorimétrie à balayage différentiel (DSC)
Il vous suffit de prélever un échantillon de silicone et de le chauffer régulièrement à un rythme contrôlé. Au cours de ce processus, vous devez enregistrer l'entrée et la sortie de l'échantillon.
Une fois que vous remarquez que l'échantillon que vous chauffez passe de l'état solide à l'état liquide, cela signifie que vous avez atteint la température de fusion du silicone.
Cette méthode se distingue si vous avez besoin de la lecture la plus précise de la température de fusion du silicone, en raison de sa capacité à vous donner plus d'informations sur diverses transitions thermiques et fusions thermiques qui se produisent lors du processus de chauffage du matériau silicone.
Microscopie thermique
Dans la méthode de chauffage par microscopie thermique, vous prenez un petit échantillon de silicone et le placez sur votre lame de verre. Vous devez également préparer un microscope car vous devez surveiller de près le chauffage.
Le stade où vous réalisez que le matériau commence à fondre est le point de fusion. Certains des signes que vous remarquerez à ce stade de fusion sont un changement de forme, un ramollissement, etc.
Cette étape est considérée comme l’une des meilleures car vous pouvez voir la façon dont le matériau fond, vous donnant ainsi un aperçu complet du processus de transformation.
Appareil de point de fusion
Cette méthode de détermination de la température de fusion du silicone consiste à placer du silicone dans des tubes capillaires. Ici, vous devez enregistrer vous-même le point de fusion à l'aide de l'amélioration de l'affichage numérique. L'importance de cette méthode est que vous pouvez obtenir des mesures du point de fusion aussi précises que possible.
Méthode de contrôle de la température de fusion du silicone
Vous trouverez ci-dessous quelques méthodes permettant de contrôler la température de fusion du silicone :
- Comme vous le savez, la température de fusion du silicone varie, utilisez donc du silicone avec une température de fusion différente.
- Ajoutez du remplissage au silicone. En procédant ainsi, le point de fusion peut être inférieur de 50 degrés.
- Modifiez la conductivité thermique et abaissez la température de fusion en modifiant la température de durcissement ou le temps de durcissement.
Pour aller plus loin
Enfin, le silicone est un produit polyvalent largement utilisé dans diverses applications. Cependant, comprendre que les températures de fusion du silicone sont généralement déterminées par divers facteurs décrits dans cet article vous aidera à sélectionner le type de silicone adapté à votre application.
Davantage de ressources:
Pourquoi le silicone ne fond pas ou ne brûle pas : un aperçu du facilitateur de la plage de température du silicone – Source : TOGOHK
Quelle est la plage de température du silicone : Guide complet sur la plage de température du silicone – Source : TOGOHK
Processus de fabrication du silicone : guide étape par étape – Source : TOGOHK
D'où vient le caoutchouc de silicone ? Un aperçu de la formulation et de l'existence du caoutchouc de silicone – Source : TOGOHK
Guide complet sur l'allergie au silicone – Source : TOGOHK