La plupart des articles sur les “ propriétés du silicone ” ressemblent à des entrées d'encyclopédie : une structure de base Si-O, un paragraphe sur la flexibilité, un autre sur la résistance à la chaleur, et c'est tout. Ce n'est pas très utile lorsqu'il s'agit de valider un devis d'outillage ou de rédiger une fiche technique pour une pièce finie.
Le caoutchouc de silicone est un élastomère synthétique à structure Si-O-Si, fonctionnant en continu de −60 °C à +230 °C, disponible en dureté Shore A de 10 à 80, électriquement isolant jusqu'à environ 25 kV/mm et chimiquement inerte vis-à-vis de la plupart des milieux polaires. Ses performances réelles sont limitées par la qualité de la formulation (HTV ou LSR), le système de vulcanisation (peroxyde ou platine) et la certification de conformité.FDA 21 CFR 177.2600, LFGB §30/§31, USP Classe VI, OIN 10993).
Voici le document de référence que je remets aux ingénieurs et aux responsables des achats avant d'aborder la question de l'outillage. Il précise ce qui est conforme aux spécifications du catalogue, ce qui dépend de la qualité du matériau et ce qui varie en production.
1. Propriétés physiques
1.1 Densité et poids
La densité du silicone se situe à 1,10–1,25 g/cm³, Le principal facteur influençant la résistance à la traction est la charge de particules (silice fumée ou précipitée). Une charge plus élevée améliore la résistance à la traction, mais réduit la transparence et l'allongement. Le silicone ne flotte pas.
| Matériel | Densité (g/cm³) |
|---|---|
| EPDM | 0,86–0,90 |
| Caoutchouc naturel | 0,91–0,93 |
| Caoutchouc de silicone | 1,10–1,25 |
| PVC | 1,20–1,55 |
| Fluorosilicone (FVMQ) | 1,40–1,60 |
Cela a une incidence sur les frais d'expédition des pièces volumineuses (tapis, feuilles, revêtements de four) et sur les applications sensibles à la flottabilité. Pour plus de détails sur chaque matériau, voir Silicone contre plastique, PVC ou silicone, et Silicone contre caoutchouc.
1.2 Couleur et transparence
La gomme de silicone de base est translucide. Les grades vulcanisés au platine restent parfaitement transparents ; ceux vulcanisés au peroxyde tendent vers le blanc jaunâtre en raison de traces de catalyseur. Le pigment est incorporé lors du broyage ou du compoundage, et non ajouté ultérieurement.
La stabilité de la couleur sous UV et chaleur dépend du choix du pigment, et non du silicone lui-même. Les pièces pigmentées à l'oxyde de fer subissent une modification de leur teinte après plus de 1 000 heures d'exposition en extérieur ; les pigments à base de cadmium ne sont pas conformes à la norme RoHS. ATTEINDRE carrément.
1.3 Dureté (Shore A)
La dureté Shore A est la propriété la plus souvent mal classée lors de l'approvisionnement en silicone.
| Rivage A | Sentir | Utilisation typique |
|---|---|---|
| 10–20 | gélatineux | Dispositifs portables en contact avec la peau, manchons prothétiques |
| 20–30 | Doux et sans danger pour les bébés | Sucettes, anneaux de dentition, coupes menstruelles |
| 30–50 | Standard “ souple ” | Joints, garnitures, bonnets de bain |
| 50–70 | Ferme | Poignées de spatule, claviers numériques, moules à pâtisserie |
| 70–80 | Rigide | Joints industriels, pièces structurelles |
La dureté est mesurée par ASTM D2240 avec un temps de maintien de l'indenteur de 1 seconde. Les règles de durée de maintien de la norme ISO 48-4 donnent des valeurs différentes. Indiquez la méthode d'essai sur le bon de commande, sinon vous recevrez des pièces présentant un écart de 5 à 8 points Shore et vous n'aurez aucun recours.
Pour savoir comment la dureté influe sur les performances d'étanchéité, le toucher et la durée de vie en matière d'abrasion, voir Dureté Shore A du silicone : Effets sur le toucher, l’étanchéité et la durabilité et Pourquoi la dureté Shore du silicone est-elle importante ?.
2. Propriétés mécaniques
2.1 Résistance à la traction et allongement
Les coulées de silicone à usage général résistance à la traction de 4,5 à 10 MPa et 200–800% allongement à la rupture selon ASTM D412 / ISO 37. Les nuances à haute résistance à la déchirure poussent la résistance à la traction à 10–12 MPa.
Comparé à l'EPDM (15–20 MPa) ou au caoutchouc naturel (20–30 MPa), le silicone présente une faible résistance mécanique. Il n'est pas choisi pour sa résistance à la traction, mais pour sa plage de températures d'utilisation, sa biocompatibilité et sa capacité de récupération.
Lorsqu'un acheteur demande “ quel poids le silicone peut supporter ”, la réponse est toujours la même : cela dépend de la géométrie, et non du silicone lui-même. Quelle charge maximale peut supporter un silicone ? pour les mathématiques géométriques.
2.2 Résistance à la déchirure
Résistance à la déchirure : 9–55 kN/m Selon la norme ASTM D624, matrice B, le caoutchouc de silicone liquide (LSR) se déchire plus facilement que le vinyle thermocollant (HTV) car la vulcanisation au platine produit un réseau de réticulation plus dense. C'est pourquoi les ballons médicaux, les tétines de sucettes pour bébés et les coupes menstruelles sont presque toujours fabriqués en LSR.
2.3 Ensemble de compression
La déformation rémanente à la compression selon la norme ASTM D395 (22 h à 175 °C) atteint à 5–30%. Plus la valeur est basse, mieux c'est — cela indique dans quelle mesure un joint ne reprend pas sa forme initiale après une compression prolongée.
Le silicone réticulé au platine atteint 8 à 151 TP3T. Les grades réticulés au peroxyde se situent entre 20 et 301 TP3T avant post-cuisson secondaire, puis chutent à environ 151 TP3T après une post-cuisson de 4 heures à 200 °C. Ce processus a un coût en termes de temps de cycle et de consommation d'énergie.
3. Propriétés thermiques
3.1 Plage de températures de fonctionnement
Réponse du catalogue : de −60 °C à +230 °C en continu. Les nuances stabilisées à l'oxyde de fer offrent une résistance à court terme jusqu'à 300 °C.
Réponse tirée des chaînes de production : le silicone ne se détériore pas brutalement à la limite supérieure de température ; il durcit, perd de son allongement et présente des craquelures en surface. En chauffant continuellement un tapis de cuisson à 230 °C, la déformation rémanente augmente après 6 à 8 semaines. Les réclamations des clients apparaissent au bout de 3 mois, et non dès le premier jour.
Pour plus d'informations sur le comportement de décomposition, voir La merveille de la température de fusion du silicone — le silicone ne fond pas ; il se décompose en silice inorganique à environ 350–400 °C.
3.2 Conductivité thermique
0,18–0,30 W/m·K Pour le silicone non chargé. Les qualités thermoconductrices (chargées en nitrure de bore, en alumine ou en oxyde de zinc) atteignent 1,5 à 3,0 W/m·K — utilisées dans les pastilles d'espacement des LED et les matériaux d'interface thermique des batteries de véhicules électriques.
Le silicone standard est un isolant thermique, comparable au bois. C'est pourquoi une manique en silicone est efficace, et pourquoi on ne peut pas utiliser du silicone non chargé comme dissipateur thermique. Plus de détails dans Conductivité thermique du silicone.
3.3 Inflammabilité
Le silicone standard contient UL94 V-1 Classement. Les composés ignifuges contenant du platine ou des charges d'hydrate atteignent le V-0. Lorsque le silicone brûle, il laisse des cendres de silice non conductrices ; c'est pourquoi les gaines de câbles en silicone sont spécifiées pour les circuits de secours des immeubles de grande hauteur et le câblage marin. Voir Le silicone est-il inflammable ?.
4. Propriétés électriques
Le silicone est l'un des rares élastomères à conserver ses performances diélectriques sur toute la plage de températures de fonctionnement.
| Propriété | Gamme typique | Méthode d'essai |
|---|---|---|
| résistivité volumique | 10¹⁴–10¹⁶ Ω·cm | ASTM D257 |
| rigidité diélectrique | 17–25 kV/mm | ASTM D149 |
| Constante diélectrique (1 MHz) | 2,8–3,5 | ASTM D150 |
| résistance à l'arc | >120 secondes | ASTM D495 |
En pratique : l’isolation en PVC se ramollit au-delà de 90 °C, tandis que le silicone conserve sa rigidité diélectrique jusqu’à plus de 200 °C. Pour le choix de l’épaisseur en fonction de la tension, voir : Résistance diélectrique et valeurs nominales des feuilles de silicone et Options d'épaisseur de couche d'isolation électrique des feuilles de silicone.
Le silicone conducteur chargé de carbone ou d'argent inverse complètement cette plage : la résistivité de surface chute à 10⁰–10² Ω/sq. Il s'agit d'un matériau différent ; voir Claviers en silicone conducteurs et non conducteurs.
5. Propriétés chimiques
5.1 Inertie et résistance
Le silicone est chimiquement stable face à :
- Acides et bases dilués
- Solvants polaires (eau, alcools, glycérine)
- Oxygène et ozone — inhabituel pour les élastomères
- La plupart des denrées alimentaires et des fluides biologiques
Le silicone gonfle ou se dégrade en :
- Solvants non polaires (essence, toluène, huiles minérales) — gonflement volumique 20–60%
- Acides concentrés (HCl, H₂SO₄)
- Vapeur saturée à plus de 150 °C pendant un temps de maintien prolongé (hydrolyse du squelette Si-O)
Le gonflement dû à une brève exposition à un solvant est réversible. Un contact prolongé avec l'huile endommage les joints en silicone dans les compartiments moteur automobiles ; il est donc recommandé d'utiliser du fluorosilicone (FVMQ). Référence : Propriétés de résistance chimique des bandes de silicone.
5.2 Hydrophobie
angle de contact de l'eau à la surface : 100–110°. Le silicone repousse l'eau sans revêtement, c'est pourquoi il est l'agent de démoulage par défaut sur les coffrages en béton et pourquoi les joints en silicone assurent l'étanchéité sans ajout de mastic.
5.3 Altération — UV, ozone, oxydation
Le silicone retient 80–90% des propriétés mécaniques après 5 ans en extérieur exposition sous accélération ASTM G155 Test à l'arc au xénon. Le caoutchouc naturel se fissure visiblement après 6 à 12 mois en extérieur.
Il ne s'agit pas d'une immunité totale. Le silicone noir chargé de noir de carbone résiste mieux que les silicones colorées ; le silicone transparent jaunit visiblement après 18 à 24 mois d'exposition directe au soleil. Voir Le silicone est-il résistant aux UV ? et Bandes de silicone résistantes aux UV et aux intempéries.
La décomposition à long terme des déchets en décharge se situe entre 50 et 500 ans. Voir Combien de temps faut-il au silicone pour se décomposer ?.
6. Propriétés biologiques et de conformité
C’est là que la plupart des spécifications se trompent. “ Qualité alimentaire ” et “ qualité médicale ” ne sont pas interchangeables, et “ compatible avec le silicone ” n’est pas un terme réglementaire.
| Niveau de conformité | Standard | Utilisation typique | Prime de coût |
|---|---|---|---|
| Industriel | Aucun requis | Joints, garnitures, tapis | ligne de base |
| contact alimentaire (États-Unis) | FDA 21 CFR 177.2600 | Ustensiles de cuisson, conservation des aliments | +5–10% |
| contact alimentaire (UE) | LFGB §30 / §31 | ustensiles de cuisine et biberons importés de l'UE | +20–30% |
| contact cutané | ISO 10993-5, -10 | Dispositifs portables, prothèses | +25–40% |
| implant médical | Panneau USP Classe VI, conforme à la norme ISO 10993 | Cathéters, implants | +50–200% |
Un grade étiqueté “ médical ” n'est pas automatiquement sans danger pour les aliments — différents solvants de migration, différents tests de lixiviation. Voir Silicone de qualité alimentaire ou silicone de qualité médicale et Silicone de qualité alimentaire.
Pour les produits en contact avec la peau ou les fluides biologiques, la biocompatibilité doit être revérifiée sur le produit fini, et non seulement sur la matière première. Les pigments, les agents de démoulage et les manipulations post-cuisson compromettent la conformité. Référence : Le silicone est-il vraiment biocompatible pour les applications médicales ? et Voies de test de biocompatibilité pour les dispositifs en contact avec la peau (ISO 10993).
Le silicone est également non sensibilisant pour la plupart des utilisateurs — voir Le silicone est-il hypoallergénique ?.
7. Influence du système de vulcanisation et du grade sur les propriétés
Deux décisions de formulation fixent environ 80% de l'enveloppe des propriétés avant que l'outillage ne découpe l'acier :
| Variable | HTV (silicone solide) | LSR (silicone liquide) |
|---|---|---|
| Système de guérison par défaut | Peroxyde (platine en option) | Platine uniquement |
| Gamme de dureté | 20–80 Shore A | 5–70 Shore A |
| Résistance à la déchirure | Inférieur | Plus haut |
| Rémanence de compression | 15–25% (après post-cuisson) | 8–15% |
| Tolérance réalisable | ±0,05–0,10 mm | ±0,02–0,05 mm |
| Coût de l'outillage | Faible | Haut (coureur froid) |
| Temps de cycle | 3 à 8 min | 30 à 90 secondes |
| Meilleure adaptation | Volume faible/moyen, géométrie simple | Pièces de grande série, médicales, pour bébés, micro-pièces |
Si le système de vulcanisation n'est pas précisé sur le bon de commande, le système par défaut est le vinyle thermocollant à base de peroxyde – moins cher, mais avec des résidus de vulcanisation qui affectent le goût, l'odeur et la stabilité de la couleur. Pour tout produit en contact avec la peau, pour bébé ou à usage médical, veuillez consulter la demande. cure de platine par écrit. Voir Caoutchouc silicone LSR vs HTV, Durcissement versus vulcanisation du silicone, et Vulcanisation du silicone : les erreurs courantes des ingénieurs.
8. Recherche rapide — Aperçu de toutes les propriétés
| Propriété | Gamme typique | Norme d'essai |
|---|---|---|
| Densité | 1,10–1,25 g/cm³ | ASTM D792 |
| Dureté Shore A | 10–80 | ASTM D2240 |
| Résistance à la traction | 4,5–12 MPa | ASTM D412 |
| Allongement à la rupture | 200–800% | ASTM D412 |
| Résistance à la déchirure | 9–55 kN/m | Matrice B ASTM D624 |
| Rémanence de compression | 8–30% | ASTM D395 |
| Température de fonctionnement | −60 à +230 °C | — |
| conductivité thermique | 0,18–0,30 W/m·K | ASTM C177 |
| rigidité diélectrique | 17–25 kV/mm | ASTM D149 |
| résistivité volumique | 10¹⁴–10¹⁶ Ω·cm | ASTM D257 |
| Indice de flamme | UL94 V-1 (V-0 avec additif FR) | UL94 |
| angle de contact de l'eau | 100–110° | — |
Tableau radar des propriétés du silicone comparant le silicone, l'EPDM, le caoutchouc naturel, le PVC et le fluorosilicone selon la dureté, la plage de température, la constante diélectrique, la résistance chimique et le coût
FAQ
Le silicone est-il toxique ?
Non. Le silicone polymérisé est chimiquement inerte et certifié pour le contact alimentaire et médical selon les normes FDA 21 CFR 177.2600, LFGB §30/§31 et ISO 10993, à condition d'être correctement formulé et post-polymérisé. Il est déconseillé d'inhaler le silicone non polymérisé et les sous-produits de polymérisation au peroxyde dans l'atelier.
Le silicone fond-il ?
Non. Le silicone n'a pas de point de fusion. Au-dessus de 350 °C environ, il se décompose en silice (SiO₂), une fine cendre blanche. C'est pourquoi le silicone est utilisé dans les câbles coupe-feu et les joints haute température.
Quelle est la différence entre le silicone et le silicone ?
Le silicium est l'élément (Si). Le silicone est un polymère dont le squelette est constitué de groupes Si-O-Si et de groupes latéraux méthyle ou vinyle. Voir Silicone vs silicone.
Combien de temps dure le silicone ?
Durée de conservation : plus de 20 ans en intérieur, 5 à 10 ans en extérieur sous rayonnement UV direct, selon la qualité du matériau. La décomposition en décharge dure de 50 à 500 ans.
Ce que ce pilier ne couvre pas
Il s'agit de la référence de la propriété, et non du guide d'approvisionnement. Trois limites à prendre en compte avant de considérer un nombre ci-dessus comme fixe :
- Les valeurs des propriétés dépendent de la formulation. Chaque plage de spécifications varie de ±20% en fonction de la qualité, de la charge de remplissage et du système de vulcanisation. Demandez toujours au fournisseur la fiche technique exacte (TDS) de la qualité spécifiée.
- La méthode de test importe plus que le nombre. Une pièce de dureté Shore A 50 mesurée après un maintien de 1 seconde n'a pas la même dureté qu'une pièce mesurée après un maintien de 15 secondes. Les normes ASTM D2240 et ISO 48-4 donneront des valeurs différentes pour une même pièce. Il est impératif de spécifier la méthode de mesure dans la fiche technique.
- La documentation de conformité expire. Les certificats d'essai FDA, LFGB et USP sont valables pour un lot spécifique de matière première et non indéfiniment pour la pièce finie. Un nouvel essai est nécessaire en cas de changement de qualité, de fournisseur ou de pigment.
Avant d'envoyer une demande à une usine de silicone, définissez cinq éléments :
- Température de fonctionnement continue (et non maximale)
- Cible Shore A avec méthode de test déclarée
- Étendue de la conformité — quelle norme, quel mode de contact
- Système de durcissement — platine ou peroxyde
- Classe de tolérance — grand public, industrielle ou médicale
Sans ces cinq éléments, tout devis que vous recevez n'est qu'une estimation, et chaque ligne de TDS est invérifiable.
Ce pilier s'inscrit dans un contexte plus large. Pour une vue d'ensemble complète — la composition chimique du silicone, son processus de fabrication et sa place dans la famille des élastomères —, consultez le Guide complet des matériaux en silicone. Utilisez cela comme contexte en amont ; utilisez cette page comme outil de recherche de propriétés.
