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Les produits du caoutchouc connaissent d’innombrables applications faisant appel à des procédés semblables à ceux qui ont été mentionnés pour la fabrication des pneumatiques. Toutefois, les produits autres que les pneumatiques font intervenir une gamme beaucoup plus large de polymères et de produits chimiques suivant les propriétés désirées (voir tableau 80.1). Les composants sont choisis avec soin pour limiter les risques sanitaires comme les dermites ou encore la présence de nitrosamines dans les usines et dans des produits tels que les instruments chirurgicaux, les appareils de protection respiratoire et les tétines, qui sont mis au contact du corps. Souvent, les installations de transformation sont de dimensions plus réduites que celles des usines de pneumatiques et le malaxage y occupe une plus grande place. Les nappes utilisées pour les toitures et les décharges sont fabriquées sur les plus grandes calandres du monde. Certains fournisseurs se spécialisent dans la fabrication de qualités de caoutchouc répondant aux spécifications d’autres entreprises qui les transforment ensuite en toutes sortes de produits.

Les produits renforcés tels que courroies d’entraînement, diaphragmes de frein pneumatique et chaussures sont fabriqués avec du caoutchouc calandré, du tissu enduit ou de la corde sur un tambour rotatif ou une forme fixe. La cuisson s’effectue habituellement dans un moule sous pression pour obtenir la forme définitive, mais parfois aussi à la vapeur avec une vessie chauffante ou un sac gonflable, comme pour les pneumatiques. Les polymères synthétiques sont plus fréquemment employés dans les fabrications autres que les pneumatiques. Comme ils sont moins visqueux que le caoutchouc naturel, il faut plus de solvant pour nettoyer les feuilles superposées et pour les faire adhérer les unes aux autres. Dans certains cas, on passe directement du malaxeur à une extrudeuse à tête transversale pour fabriquer le produit, sans qu’il soit nécessaire de procéder au mélangeage, au calandrage et à l’application de solvants ou d’adhésifs.

Les produits non renforcés sont mis en forme et cuits dans un moule par transfert ou injection, extrudés et cuits dans un four à air chaud ou façonnés dans un moule sous pression à partir d’une bande précoupée. Le caoutchouc spongieux résulte de l’ajout, dans le mélange, d’agents gonflants qui dégagent des gaz quand on les chauffe.

Les tuyaux en caoutchouc se fabriquent en appliquant par tressage, tricotage ou filage un cordon ou un fil métallique à un tube extrudé soutenu par pression d’air ou par un mandrin, qu’on recouvre ensuite d’un autre tube extrudé. Pour le moulage à la presse, on entoure le tout d’un fourreau en plomb extrudé ou d’une enveloppe en Nylon qu’on retire après la cuisson, ou on introduit le tuyau à nu dans le moule chauffé à la vapeur. Les enveloppes en Nylon et le plastique extrudé remplacent de plus en plus le plomb. Les durites et les tuyaux courbes pour automobiles sont coupés et enfilés, pour la cuisson, sur des mandrins de forme appropriée pour la vulcanisation; dans certains cas, cette tâche manuelle fatigante est désormais assurée par des robots. Il existe aussi un procédé qui utilise des fibres coupées pour le renforçage et qui fait intervenir dans l’extrudeuse une matrice mobile pour la mise en forme du tuyau.

Les dissolutions fabriquées avec un mélange de caoutchouc et de solvant servent à enduire de nombreux produits en tissu. Le toluène, l’acétate d’éthyle et le cyclohexane sont des solvants couramment employés dans ces fabrications. Le tissu est directement trempé dans la dissolution ou bien tendu sur un cylindre où il est enduit sur toute sa largeur d’une gomme plus épaisse appliquée micromètre par micromètre à l’aide d’une lame. La cuisson s’effectue dans un vulcanisateur centrifuge ou dans un four à air chaud protégé contre les explosions. Pour l’enduction des tissus, on met actuellement au point des procédés au latex qui remplaceront les dissolutions.

Les dissolutions de caoutchouc s’utilisent aussi fréquemment comme adhésifs. L’hexane, l’heptane, les distillats de pétrole et le 1,1,1-trichloroéthane leur sont souvent associés, mais l’hexane est peu à peu éliminé à cause de sa toxicité.

Le latex consiste en une suspension aqueuse très alcaline de caoutchouc naturel ou synthétique. Les gants et les ballons sont obtenus par immersion des formes correspondantes dans ce liquide, mais la préparation de latex peut aussi être transformée en mousse pour l’enduction des tapis, extrudée dans une solution coagulante d’acide acétique et lavée pour donner du fil ou bien être appliquée sur du tissu. Le produit obtenu est ensuite séché et cuit au four. Le latex de caoutchouc naturel est abondamment employé pour les gants et les appareils médicaux. Pour empêcher la surface des gants de coller, on les poudre à l’amidon de maïs ou on les traite dans une solution chlorée. Les gants non poudrés ont tendance à s’enflammer spontanément lorsqu’ils sont entreposés en grand nombre dans un endroit chaud.

Les risques et les mesures de prévention

Les risques liés au traitement du caoutchouc sont essentiellement des risques de contact avec des surfaces portées à haute température et d’exposition à la vapeur sous pression, aux solvants, aux adjuvants, aux fumées de cuisson et au bruit, sans oublier les agents de poudrage, tels que stéarates, talc, mica et amidon de maïs, et les poussières organiques explosives. Les opérations de finition présentent, elles aussi, divers risques associés à l’utilisation de machines à poinçonner, d’outils de découpe et de meules, de solvants pour les encres et de bases ou d’acides pour le traitement des surfaces.

Les précautions à prendre sont décrites dans les articles ci-après: «Les moyens de prévention technique» et «La sécurité».

On met actuellement au point des techniques de vulcanisation aux micro-ondes, par faisceaux d’électrons et aux ultrasons pour chauffer l’intérieur du caoutchouc et éviter ainsi la déperdition de chaleur qui se produit quand le chauffage se fait de l’extérieur. L’industrie s’emploie activement à éliminer le plomb, les agents de poudrage et les solvants organiques volatils, ou à leur trouver des produits de remplacement moins dangereux, ainsi qu’à améliorer les préparations pour en rendre le traitement et l’utilisation à la fois plus faciles et plus sûrs.

Vulcanisation en bain de sel

La vulcanisation dans un bain de sel est une méthode courante de vulcanisation en continu (VC) en milieu liquide. La VC est indiquée pour la fabrication de produits comme les tubes, les tuyaux et les joints d’étanchéité. Le sel se prête bien à la VC, car il nécessite des installations relativement courtes, conduit bien la chaleur et peut être utilisé aux températures élevées requises par le processus (de 177 à 260 °C). De plus, il n’oxyde pas les surfaces et se nettoie facilement avec de l’eau. L’opération comporte au moins quatre grandes étapes: le caoutchouc est introduit dans une extrudeuse à froid (ou sous vide), puis cuit dans un bain de sel et rincé et refroidi, avant d’être coupé et traité conformément aux spécifications. L’extrudat est plongé dans la préparation salée ou aspergé par pulvérisation de sel fondu, mélange eutectique (à bas point de fusion) de nitrates et de nitrites, composé par exemple de 53% de nitrate de potassium, de 40% de nitrite de sodium et de 7% de nitrate de sodium. Le bain de sel est généralement encoffré avec des portes d’un côté et des serpentins de chauffage électrique de l’autre.

La vulcanisation dans un bain de sel présente toutefois l’inconvénient de produire des nitrosamines, présumées cancérogènes pour l’être humain. Ces substances chimiques se forment quand un atome d’azote (N) et un atome d’oxygène (O) issus d’une nitrosation se fixent à l’azote (N) de la préparation aminée. Les nitrates et nitrites utilisés dans le bain font office d’agents de nitrosation et se combinent aux amines du mélange de caoutchouc pour donner des nitrosamines. Les composés du caoutchouc, qui favorisent la formation de nitrosamines, comprennent les sulfénamides, les sulfénamides secondaires, les dithiocarbamates, les thiurames et les diéthylhydroxylamines. Certains d’entre eux contiennent eux-mêmes une fonction nitrosamine, par exemple, la nitrosodiphénylamine, un retardateur, ou la dinitrosopentaméthylènetétramine, un agent gonflant. Ces nitrosamines sont peu cancérogènes, mais elles peuvent subir une «transnitrosation», c’est-à-dire un transfert de leur groupe nitroso à d’autres amines pour créer des nitrosamines à plus fort pouvoir cancérogène. Plusieurs nitrosamines ont été décelées dans les bains de sel, dont les suivantes: nitrosodiméthylamine, nitrosopipéridine, nitrosomorpholine, nitrosodiéthylamine et nitrosopyrrolidine.

Aux Etats-Unis, l’Administration de la sécurité et de la santé au travail (Occupational Safety and Health Administration (OSHA)) et l’Institut national de la sécurité et de la santé au travail (National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH)) classent la nitrosodiméthylamine dans la catégorie des cancérogènes professionnels, sans toutefois préciser aucune limite d’exposition. En Allemagne, l’exposition professionnelle aux nitrosamines est strictement réglementée: dans l’industrie en général, leur concentration totale ne peut dépasser 1 µg/m3 et, pour certains procédés comme la vulcanisation du caoutchouc, l’exposition maximale à toutes les nitrosamines est fixée à 2,5 µg/m3.

Pour éviter la formation de nitrosamines pendant la VC, on peut soit modifier la formulation du caoutchouc, soit employer une méthode autre que le bain de sel, par exemple de l’air chaud projeté avec des billes de verre ou une cuisson aux micro-ondes. Ces deux solutions requièrent toutefois un travail de recherche et de développement pour obtenir les propriétés requises. La ventilation par aspiration localisée est une autre façon de limiter l’exposition. Elle suppose non seulement de capoter le bain de sel et de le ventiler convenablement, mais aussi de prévoir des dispositifs techniques suffisants d’un bout à l’autre de la chaîne, par exemple aux postes de découpe ou de perforation, pour que le niveau d’exposition soit le plus bas possible.

Source : Beth Donovan Reh

Santé : Risques