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Élastomère de silicone (Silicon Rubber) - Coggle Diagram
Élastomère de silicone (Silicon Rubber)
Introduction
Echantillonage pour les composés hydrophobe
Propriète d'élastomère silicone
Silicone
Présence d'une liaison Si-O et Si-C
Caractère semi-organique
Nature du silicone
Huiles, gommes, pâtes, graisses, élastomères ou résines.
Dependre de la greffage de groupements organiques contenant du carbone.
Propriétés principales
Stabilité chimique
Stabilité thermique (de – 80 à + 300 °C)
Bonne tenue au feu sans dégagement de fumées toxiques
Isolation électrique
Propriétés modulables d’anti-adhérence ou d’adhésion
Propriétés lubrifiantes et adoucissantes
Types de motifs siloxanique
Monofonoctionnel (M)
Difonctionnels (D)
Trifonctionnels (T)
Tétrafonctionnels (Q)
Nature des groupements lateraux (R)
Non fonctionnels
Alkyles et aryles
Fonctionnels
Si-X
Si-R-X
Elastomère de silicone
Groupes latéraux
Réaction de polymérisation ou réticulation
Associer entre elles les chaînes de siloxanes
Différents types
Réticulation par hydrosilylation
Réticulation par condensation en présence de l'eau
Réticulation à chaud en présence de peroxydes organiques selon un mécanisme radicalaire
Réticulation par réaction d’un hydrogénosilane sur un silanol
Formulation
Base
Réticulant
Catalyseur
Charge minérale
Accroître la propriété mécanique et élastique d'élastomère
Principale charge utilisé : la silice préparée par pyrohydrolyse,
Autres charges supplémentaires : oxydes métalliques (ZnO, TiO2, Al2O3…)
Silices de pyrohydrolyse
2 types
Silice modifiée en surface (de nature hydrophobe)
Modification par le greffage des groupements méthyles
Modification par le greffage des groupements vinyls
Augmenter le degré de réticulation du polymère
La silice a la propriété similaire par rapport à celle non modifiée mais plus élastique
Silice non modifiée en surface (de nature hydrophile)
plus d'intéractions hydrogène entre les silanols de surface de la silice et les atomes d'oxygène le la chaîne PDMS
conduire à la rigidité mécanique
Présence et dynamique des oligomères
Échantillonnage passif avec élastomère de silicone
Techniques de désorption des analytes
Chimie de désorption liquide
Principe : l'utilisation des solvants organiques
Resistance aux solvants
Phénomène du gonflement : les solvants sont absorbé par le difussion dans l'élastomère du silicone -> le gonflement du silicone
Les solvants qui ont une faible gonflement : le méthanol et l’acétonitrile
Thermo-désorption - GC
Stabilité thermique élastomère de silicone est entre – 80°C à + 205-300 °C
Il faut tenir compte du couple température-durée d’exposition
Haute température et présence de l'oxygène -> dégradation oxydative -> formation des composés volatils de faibles poids
moléculaires -> interférences dans l'analyse GC
Solution : gérer la température et la duration, utiliser le gaz inert
Thermo-désorption : extraction par le flux de gaz inerte dans
un four à haute température
Présence d'interférents analytiques
Principe de base
Partage de l'analyte entre l'eau et la phase silicone
Dépendre du coefficient de partage (Ksw)
Ksw : la ratio de concentration de l'analyte dans la silicone et dans l'eau lors de la condition équilibre.
Détermination de la concentration dans l'eau
Paramètres : Ksw, Rs, Ds
Condition équilibre
Ksw
Pour les composés hydrophobes : méthode co-solvant
Diminuer la polarité de la phase aqueuse en ajoutant co-solvant -> augmenter la solubilité du composé hydrophobe
Déterminé par des études de cinétiques d'accumulation en batch jusqu'à l'atteint d'équilibre entre une élastomère de silicone et de l'eau pour une concentration donnée
Condition non equilibre
Rs : le taux d'échantillonnage
Déterminé par l'estimation avec la méthode de PRCs (Performance Reference Compounds)
Methode NLS (Non Linear Square)
Un composé réfence (PRC) est dopé sur l'élastomère de silicone -> le partage du PRC qui a le Ksw connu -> estimation de Rs à partir de la concentration de PRC retenu dans la phase silicone en fonction de Ksw
Ds : le coefficient de diffusion
Déterminé par la méthode film-stacking -> basée sur la diffusion du composé réference (PRC) à travers un tas des feuilles d'élastomère du silicone
Calculation de Ds avec la deuxième loi de Fick
Facteurs environnementaux influençant l'EP avec ES
Vitesse de courant et contrôle de l'accumulation
Température et salinité
Biofouling
Mise en oeuvre
Nettoyage chimique et thermique
Extraire les les oligomères (additifs, fragment de polymères) des feuilles pour ne pas polluer l'analyse
Dopage de PRC
Appréhender l’influence des conditions environnementales sur les cinétiques de sorption des analytes (Rs et Ds)
Récupération et nettoyage avec l'eau distilée
Enlever le biofouling
Désorption d'analyte
Déploiement pendant une durée déterminée
Avantages et inconvénients
Avantages
Résistance à la déformation
Capable de revenir plus au moins à l'état initiale après une déformation
Possibilité de modifier la propriété physique et chimique de silicone
en changeant les caractéristique des composants
Résistance aux solvants et stabilité thermique
Permettre les désorption des analytes par la méthode désorption liquide et thermique
Possibilité de conserver les analytes dans le congelateur
Inconvénients
Gonflement lors de la récupération des analytes par la désorption liquide
Formation des composés volatils à haute température
Formation des interférents analytiques par les résidus et les oligomères
Diversité de formulation
Données de calibration ne sont pas forcement comparable ou applicables d'une étude à l'autre
