La déformation permanente en compression des élastomères est une propriété essentielle pour les joints, les garnitures d'étanchéité et les composants en caoutchouc. C'est l'une des caractéristiques de performance les plus importantes des élastomères (matériaux caoutchouteux), des mousses et des polymères souples. Elle mesure la déformation permanente résiduelle après la détente du matériau suite à une compression prolongée. En d'autres termes, elle indique la capacité du matériau à retrouver sa forme initiale après compression.
Cette propriété est particulièrement importante dans des applications telles que les joints toriques, les joints d'étanchéité, les éléments d'étanchéité, les mousses de rembourrage et tout composant qui doit maintenir son étanchéité ou sa flexibilité au fil du temps sous une compression continue.
Lorsqu'un élastomère est comprimé (par exemple, un joint torique comprimé entre deux surfaces), les chaînes polymères et les liaisons transversales se réorganisent. Avec le temps (surtout sous l'effet de la chaleur, d'une exposition prolongée ou d'un contact avec des produits chimiques), certaines de ces modifications deviennent permanentes. Lorsque la force de compression est supprimée, le matériau ne retrouve pas complètement son état initial.
En compression, déformation permanente,
Les bons matériaux d'étanchéité présentent une déformation permanente de 10 à 30 % dans des conditions de test standard ; des valeurs plus élevées indiquent de mauvaises performances à long terme.
La formule la plus courante se trouve dans la méthode B de la norme « ASTM D395 Propriétés du caoutchouc - Méthodes d'essai normalisées pour la déformation permanente par compression ». Un pourcentage plus faible indique une meilleure récupération élastique.
La déformation permanente par compression résulte d'une combinaison de processus physiques et chimiques :
Les facteurs qui aggravent la déformation permanente par compression comprennent :
La norme principale pour la détermination de la déformation permanente en compression des élastomères est la norme ASTM D395. Cette norme décrit deux méthodes :
Les échantillons sont généralement comprimés à 25 % de pression pendant 22 à 70 heures à une température spécifique (par exemple, 70 degrés, 100 degrés ou 150 degrés), puis relâchés et mesurés après la période de récupération.
D'autres normes incluent « ISO 815-1 Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique - Détermination de la déformation permanente en compression » et des méthodes similaires pour les mousses.
Les performances des matériaux varient considérablement :
Par exemple, dans le scellage à haute température, les fluoroélastomères présentent généralement une déformation inférieure à 20 % après 70 heures à 150 degrés, tandis que le caoutchouc naturel peut dépasser 50 à 80 %.
Par ailleurs, une compression excessive aplatit les joints toriques ou les joints d'étanchéité, réduisant ainsi la force de contact, et des fuites apparaissent lorsque les pièces bougent ou vibrent. Les joints en mousse s'amincissent et des vides se forment. Pour les joints statiques à usage prolongé, il convient de choisir des matériaux à faible déformation permanente sous compression, d'éviter les taux de compression excessifs et de tenir compte des variations de température.
La déformation permanente sous compression est l'une des propriétés les plus critiques à évaluer pour les élastomères (tels que les caoutchoucs, les silicones et les fluoroélastomères) destinés à des applications concrètes. Elle détermine directement si un composant, comme un joint torique, un joint d'étanchéité, un élément d'étanchéité ou un coussin, continuera de fonctionner de manière fiable sous compression continue pendant des mois ou des années, ou s'il subira une défaillance prématurée.
Les principales raisons pour lesquelles cette fonctionnalité est si importante sont les suivantes :
En conclusion, la déformation permanente en compression est importante car elle indique si un élastomère perdra son élasticité après une compression prolongée. Dans les applications d'étanchéité, cette perte d'élasticité entraîne souvent une défaillance de l'étanchéité. La déformation permanente en compression correspond à la perte de mémoire des élastomères sous charge continue. Pour garantir des performances fiables et durables des joints et des composants flexibles, il est crucial de choisir un matériau présentant une faible déformation permanente en compression.
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