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Un élastomère est un polymère présentant une viscoélasticité (c’est-à-dire à la fois une viscosité et une élasticité) et de faibles forces intermoléculaires, un module d’Young généralement faible et une déformation de rupture élevée par rapport aux autres matériaux. Le terme, un portmanteau de polymère élastique, est souvent utilisé de manière interchangeable avec le caoutchouc, bien que ce dernier soit préféré lorsqu’il s’agit de vulcanisats. Chacun des monomères qui se lient pour former le polymère est généralement un composé de plusieurs éléments parmi le carbone, l’hydrogène, l’oxygène et le silicium. Les élastomères sont des polymères amorphes maintenus au-dessus de leur température de transition vitreuse, de sorte qu’une reconformation moléculaire considérable, sans rupture des liaisons covalentes, est possible. À température ambiante, ces caoutchoucs sont donc relativement souples (E ≈ 3 MPa) et déformables. Leurs principales utilisations sont les joints, les adhésifs et les pièces souples moulées. Les domaines d’application des différents types de caoutchouc sont multiples et couvrent des segments aussi divers que les pneus, les semelles de chaussures, les éléments amortisseurs et isolants. On peut juger de l’importance de ces caoutchoucs par le fait que les recettes mondiales devraient atteindre 56 milliards de dollars américains en 2020.
L’UICPA définit le terme « élastomère » comme un « polymère qui présente une élasticité semblable à celle du caoutchouc. »
Les solides semblables à du caoutchouc ayant des propriétés élastiques sont appelés élastomères. Dans ces matériaux, les chaînes de polymères sont maintenues ensemble par des liaisons intermoléculaires relativement faibles, qui permettent aux polymères de s’étirer en réponse à des contraintes macroscopiques.
Les élastomères sont généralement des thermodurcissables (nécessitant une vulcanisation) mais peuvent aussi être thermoplastiques (voir élastomère thermoplastique). Les longues chaînes de polymère se réticulent pendant le durcissement, c’est-à-dire la vulcanisation. La structure moléculaire des élastomères peut être imaginée comme une structure de « spaghettis et boulettes de viande », les boulettes de viande représentant les réticulations. L’élasticité provient de la capacité des longues chaînes à se reconfigurer pour répartir une contrainte appliquée. Les liaisons transversales covalentes garantissent que l’élastomère reprendra sa configuration initiale lorsque la contrainte sera supprimée. Grâce à cette extrême flexibilité, les élastomères peuvent s’allonger de manière réversible de 5 à 700 %, selon le matériau spécifique. Sans les réticulations ou avec des chaînes courtes et difficilement reconfigurables, la contrainte appliquée entraînerait une déformation permanente.
Les effets de la température sont également présents dans l’élasticité démontrée d’un polymère. Les élastomères qui ont refroidi jusqu’à une phase vitreuse ou cristalline auront des chaînes moins mobiles, et par conséquent moins d’élasticité, que ceux qui ont été manipulés à des températures supérieures à la température de transition vitreuse du polymère.
Il est également possible qu’un polymère présente une élasticité qui n’est pas due à des réticulations covalentes, mais plutôt à des raisons thermodynamiques.
L’élasticité d’un polymère n’est pas due à des réticulations covalentes, mais plutôt à des raisons thermodynamiques.