Interaction des solvants organiques et de leurs mélanges avec les élastomères


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Ces matériaux sont largement utilisés pour la fabrication des gants de protection contre les risques chimiques. Or, les aspects entourant la question de leur interaction avec les solvants sont complexes et encore imparfaitement connus.

Une première problématique étudiée a concerné l’effet des solvants sur le néoprène. Cet élastomère est en effet largement utilisé dans les gants de protection contre les produits chimiques, en particulier les hydrocarbures et les lubrifiants. Il a été observé que l’absorption du solvant dans le néoprène suit une loi de comportement fickienne. Dans le cas des ‘mauvais solvants’, l’effet sur les propriétés mécaniques en traction semble se corréler avec la quantité de solvant absorbé, alors que pour les ‘bons solvants’, une large réduction de la résistance mécanique se produit au début du gonflement. Finalement, le volume molaire des solvants semble avoir un effet plus important que les paramètres de solubilité. Une deuxième partie des travaux a porté sur le caoutchouc butyle qui est utilisé entre autres de manière importante dans les équipements de protection personnelle contre les agents terroristes de type CBRN. Il possède en effet une bonne résistance à un grand nombre d’espèces chimiques sous forme liquide, gaz et particules. Par contre, un gonflement important peut être observé dans le cas des solvants non polaires et il a été démontré que, parmi les facteurs contrôlant le taux de gonflement, la nature de la famille chimique du solvant et la pression de vapeur saturante du solvant jouent un rôle majeur.

Par ailleurs, des effets permanents du gonflement sur les propriétés mécanique du butyle ont été mesurés, et semblent liés à la perte de masse après dégonflement, due en particulier à l’extraction des additifs, plutôt qu’au taux de gonflement. Les tests réalisés ont également mis en évidence que la dégradation se poursuit même après que le gonflement maximal ait été atteint. En ce qui concerne le comportement au gonflement et à la perméation dans le cas de mélanges de solvants, un modèle prédictif a été développé à partir des paramètres de solubilité partiels de Hansen. Il semble s’appliquer correctement dans les cas d’attraction forte entre les solvants, alors que pour les cas d’attraction faible ou de répulsion forte, l’interaction solvant/butyle prédomine. Finalement, des tests ont également montré que les dommages permanents dus au gonflement par les solvants ne sont pas additifs, ce qui pose un problème dans le cas de contacts répétés, une situation non prise en compte dans les normes actuelles sur la protection contre les risques chimiques.

Ces travaux ont fait l’objet d’un article publié dans une revue scientifique internationale et de deux articles dans des comptes-rendus de conférence. Ils sont inclus dans la thèse de doctorat de Cédrick Nohilé intitulée « Étude de l’effet du gonflement par les solvants sur les propriétés du caoutchouc butyle ». Ces travaux ont été réalisés en collaboration avec des chercheurs de l’Université de Montréal et du champ Équipements de protection de l’IRSST et en partenariat avec la Ganterie Best.