Élastomères BMW GS 93011

Développée par BMW, constructeur automobile multinational, la norme « BMW GS 93011 Élastomères » se compose des sous-sections suivantes publiées sous le même titre :

• La norme « BMW GS 93011-1 Détermination des résidus de combustion des élastomères sans halogène (950 degrés) » décrit une méthode d'essai permettant de déterminer les résidus de combustion (résidus de combustion ou teneur en cendres) après la combustion à haute température d'élastomères sans halogène. L'essai est généralement réalisé à 950 degrés. Ce test a pour but l'identification des matériaux et le contrôle de leur qualité. Il permet de vérifier la teneur en charges inorganiques ou les résidus de cendres après la combustion des composants organiques. Les élastomères sans halogène sont de plus en plus importants dans les applications automobiles en raison des réglementations environnementales, des normes de sécurité incendie et des exigences de recyclage. De faibles niveaux de résidus indiquent généralement des matériaux plus purs contenant moins d'additifs inorganiques, ce qui peut affecter leurs performances, leur durabilité et leur compatibilité.
• La norme « BMW GS 93011-2 Identification, détermination des résidus de combustion d'élastomères contenant du chlore, du brome ou de l'iode (950 degrés) » décrit une méthode de détermination des résidus de combustion (teneur en cendres, résidus de combustion ou résidus d'ignition) dans les élastomères contenant des halogènes tels que le chlore, le brome ou l'iode. Cette norme fait partie de la série plus large de normes GS 93011 qui fournissent des méthodes d'identification et de caractérisation des élastomères par décomposition thermique et analyse des résidus.

Cette norme concerne les élastomères halogénés (tels que le caoutchouc chloroprène, le polyéthylène chloré, le caoutchouc bromobutyle ou les élastomères fluorés halogénés). Les halogènes peuvent influencer le comportement à la combustion, la formation de résidus et la formation potentielle de composés halogénés lors de la combustion. Ce test permet de :

• Déterminer la présence et le type d'élastomères halogénés.
• Mesure des résidus inorganiques non volatils (cendres) restant après combustion à haute température.
• Pour assurer l'homologation des matériaux, le contrôle qualité et la conformité aux spécifications BMW pour les pièces de véhicules telles que les joints, les tuyaux, les joints d'étanchéité, les isolateurs de vibrations ou autres composants en caoutchouc.

Les élastomères halogénés sont utilisés lorsque la résistance à l'huile, l'ignifugation ou une certaine résistance chimique sont requises, mais leur utilisation est réglementée en raison de préoccupations environnementales et sanitaires (par exemple, restrictions sur certains composés halogénés).

• La norme « BMW GS 93011-3 Identification, détermination des composants extractibles par extraction au cyclohexane/acétone » porte sur la détermination des composants extractibles (matières solubles) par extraction par solvant. Cette norme décrit une méthode permettant de déterminer la quantité d'élastomère extractible à l'aide de solvants spécifiques et contribue à :
• Déterminer le type d'élastomère ou de composé de caoutchouc.
• Pour évaluer la teneur en substances de faible poids moléculaire, plastifiants, auxiliaires technologiques, composants non vulcanisés ou autres additifs solubles.
• Pour évaluer la pureté des matériaux, la constance de la formulation et les risques potentiels de migration (par exemple, les substances qui peuvent se libérer au fil du temps et affecter les performances, le contact avec les liquides ou les émissions).
• Pour soutenir la qualification des fournisseurs, l'approbation des pièces et l'assurance qualité des pièces en caoutchouc (par exemple, joints, joints toriques, tuyaux, bagues, amortisseurs de vibrations, joints d'étanchéité ou bandes d'étanchéité à l'air) dans les véhicules BMW.

Les tests de matériaux extractibles sont essentiels dans les applications automobiles où les élastomères entrent en contact avec des carburants, des huiles, des liquides de refroidissement ou des liquides de frein, ou lorsque la stabilité à long terme et une faible teneur en matériaux extractibles sont requises pour éviter le gonflement, la dégradation ou la contamination.

• La norme « BMW GS 93011-4 Identification, détermination du comportement à la dégradation thermique par thermogravimétrie (TG) » décrit la méthode d'analyse thermogravimétrique (ATG) utilisée pour déterminer le comportement à la dégradation thermique des élastomères. Cette norme utilise l'analyse thermogravimétrique pour suivre les variations de masse d'un échantillon d'élastomère chauffé dans des conditions contrôlées. Cette analyse révèle les éléments suivants :
• Températures de décomposition et stades de dégradation thermique.
• Teneur en composants volatils (par exemple, humidité, solvants résiduels, additifs de faible poids moléculaire).
• Comportement de dégradation des polymères.
• La quantité de charges inorganiques, de noir de carbone ou de résidus de cendres restant après décomposition.
• Stabilité thermique globale et profil de composition.

Ces données sont utiles de la manière suivante :

• Pour déterminer le type ou la famille d'élastomère.
• Pour identifier les incohérences ou les impuretés de la formulation.
• Pour vérifier la conformité aux spécifications BMW en termes de durabilité, de résistance à la chaleur et de performance dans les applications automobiles (par exemple, les composants de montage du moteur, les joints, les tuyaux, les courroies, les amortisseurs de vibrations ou les joints exposés à la chaleur).
• Assistance à l'analyse des défauts, à la rétro-ingénierie ou à la qualification des fournisseurs.

L'analyse thermogravimétrique (ATG) est particulièrement précieuse car elle fournit une empreinte digitale du comportement thermique du matériau et complète les tests de résidus et d'extraction pour une classification plus précise des matériaux.

• La norme « BMW GS 93011-5 Identification, détermination de la valeur guide à basse température par calorimétrie différentielle à balayage (DSC) » utilise la DSC pour mesurer les transitions thermiques des élastomères, notamment la température de transition vitreuse (Tg) ou d'autres changements de phase à basse température. La valeur guide à froid obtenue par cet essai est utilisée aux fins suivantes :
• Un identifiant de base pour un type ou une famille d'élastomères.
• Un indicateur de flexibilité et de performance à basse température (essentiel pour les pièces qui doivent rester fonctionnelles dans des climats froids ou dans des conditions de températures inférieures à zéro).
• Paramètre de contrôle qualité utilisé pour vérifier la constance de la formulation, identifier une composition inadaptée ou confirmer l'adéquation à des applications spécifiques sur véhicules.

Les élastomères utilisés dans l'industrie automobile (joints, joints toriques, flexibles, bagues, fixations, joints d'étanchéité, bandes d'étanchéité à l'air ou amortisseurs de vibrations, par exemple) sont souvent exposés à des températures extrêmement basses. Dans ce cas, leur fragilité ou leur perte d'élasticité peuvent entraîner des fuites, du bruit, des vibrations ou une défaillance. La valeur de référence pour les basses températures, basée sur l'analyse calorimétrique différentielle (DSC), permet aux matériaux de répondre aux exigences de BMW en la matière.

• La norme « BMW GS 93011-6 Identification, analyse spectroscopique infrarouge (IR), pyrolyse IR » porte sur l'analyse spectroscopique infrarouge (IR) par pyrolyse-IR (spectroscopie infrarouge de pyrolyse). La pyrolyse-IR associe la décomposition thermique (pyrolyse) à la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) pour analyser les produits de décomposition volatils (pyrrolysats) libérés par les élastomères lorsqu'ils sont chauffés sous atmosphère inerte. On obtient ainsi un spectre IR caractéristique (signature spectrale) des produits de décomposition gazeux, permettant :
• Identification précise du type ou de la famille d'élastomères.
• Identification de polymères, copolymères ou additifs spécifiques produisant des bandes d'absorption uniques.
• Différencier des matériaux similaires lorsque d'autres méthodes (par exemple, l'ATG ou les résidus de cendres) donnent des résultats similaires.
• Vérification de la consistance des matériaux, détection des contaminants ou vérification par rapport aux spectres de référence pour l'assurance qualité.

Cette méthode est particulièrement efficace pour les élastomères complexes ou chargés, car la pyrolyse évapore la matrice polymère organique tout en laissant derrière elle des charges inorganiques, et l'IR capture la structure moléculaire des matières organiques en décomposition.

• La norme « BMW GS 93011-8 Détermination des propriétés, détermination de la résistance à la fissuration sous contrainte des plastiques au contact d'élastomères » décrit une méthode de détermination de la résistance des plastiques à la fissuration sous contrainte (résistance à la fissuration sous contrainte ou résistance à la fissuration sous contrainte environnementale) résultant du contact avec des élastomères. De nombreuses pièces automobiles associent des élastomères (joints, rondelles, durites, bagues, etc.) à des boîtiers, revêtements, connecteurs ou éléments structuraux en plastique (polyamide, polypropylène, etc.). Les substances migrant de l'élastomère (plastifiants, huiles de traitement, antioxydants, agents de gonflement, etc.) peuvent induire la fissuration sous contrainte du plastique sous l'effet de contraintes mécaniques, de la chaleur ou de l'environnement. Ceci entraîne :
• Formation de fissures.
• Fissuration fragile.
• Défaillance prématurée (par exemple, fuites dans les systèmes de carburant, courts-circuits électriques ou faiblesse structurelle).

Cette norme garantit la compatibilité des couples élastomère-plastique en mesurant le risque de fissuration sous contrainte des plastiques par les élastomères. Elle est essentielle pour les composants critiques pour la sécurité ou à longue durée de vie situés dans les compartiments moteur, les habitacles, les carrosseries et les compartiments sous le capot.

• La norme « BMW GS 93011-9 Spécification des propriétés, effets de la température, contrainte de flexion dans des conditions froides » traite spécifiquement de la spécification des propriétés sous l'influence de la température et se concentre sur la contrainte de flexion dans des conditions froides (essai de flexion à basse température, contrainte de flexion à froid ou évaluation de la flexibilité/flexibilité à froid).

Alors que la norme GS 93011-5 détermine la température de transition vitreuse intrinsèque (Tg) ou la valeur guide à froid par DSC, la norme GS 93011-9 évalue le comportement mécanique pratique de l'élastomère sous contrainte de flexion à froid. Elle aborde les points suivants :

• Flexibilité lors du pliage à basse température et résistance à la fissuration ou à la fragilité.
• Si le matériau reste élastique et fonctionnel dans des environnements froids (absence de fracture, de rigidité excessive ou de dommages de surface).
• Convient aux applications où les élastomères subissent des flexions ou des étirements dans des conditions de températures inférieures à zéro (par exemple, joints de porte, bandes d'étanchéité à l'air, manchons, tuyaux, soufflets, isolateurs de vibrations ou bagues de suspension dans les véhicules fonctionnant dans des climats hivernaux).

Ce test établit un lien entre la caractérisation thermique (par DSC) et les performances réelles à basse température, garantissant ainsi que les élastomères ne deviennent pas cassants, ne se fissurent pas et conservent leur étanchéité même par temps froid. Ceci est essentiel pour le confort acoustique et vibratoire, la durabilité et l'étanchéité.

Depuis de nombreuses années, notre organisation, forte de son personnel compétent et expérimenté, comprend les besoins de ses clients, leur fournit les services d'essais avancés requis et les accompagne dans la mise en place, l'application et l'amélioration de leurs systèmes de management. Dans ce cadre, nous proposons également des services d'essais aux entreprises, conformément à la norme « BMW GS 93011 Élastomères ».