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Auteur(s)
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Alain GUYOT : Directeur de recherche au Centre national de la recherche scientifique (CNRS)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les polymères représentent une classe de matériaux de plus en plus importante. Ils concurrencent les matériaux traditionnels, métaux et matériaux minéraux, grâce à :
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leur faible densité alliée à des propriétés thermomécaniques de plus en plus élaborées ;
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leurs propriétés très spécifiques (cas des polymères fonctionnels) ;
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leur possibilité du recyclage, au moins en ce qui concerne les matières thermoplastiques.
Certains, dits polymères de commodité, sont produits à l’échelle de millions de tonnes annuellement.
À quelques exceptions près, la production française est en croissance continue et, pour certains, a plus que doublé en l’espace d’une décade. Par ailleurs, du fait de l’apparition de nouvelles méthodes de synthèse, des matériaux aux propriétés totalement nouvelles apparaissent à partir des mêmes monomères, comme de nouvelles variétés de polyoléfines, par exemple.
Cet article est destiné à donner au lecteur quelques notions précises, mais non détaillées, sur les méthodes employées pour élaborer ces matériaux.
Il commence par un rappel de définitions concernant les polymères, qui présentent une portée générale et précisent essentiellement la signification des termes employés.
L’essentiel de l’article est consacré aux polymérisations en chaîne radicalaires ou ioniques. Les polymérisations en chaîne catalytiques sont traitées par ailleurs.
Dans chaque type de polymérisation, on distingue deux parties essentielles : les mécanismes de base et leur mise en œuvre dans les procédés, en faisant attention aux particularités que peuvent comporter ces procédés par rapport aux mécanismes de base (par exemple, émulsion).
Un paragraphe spécial est consacré à l’ingénierie macromoléculaire qui consiste à préparer, de façon contrôlée, des formes spécifiques de structure moléculaire ou de morphologie. Enfin une dernière partie sera consacrée aux polymérisations photochimiques.
Le lecteur pourra compléter ses connaissances par la consultation des articles du même traité :
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Polycondensation, polyaddition et modification des polymères Polycondensation et polyaddition, référence [18]
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Catalyse de polymérisation Catalyse de polymérisation, référence [19]
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- Version courante de mai 2017 par Thierry HAMAIDE
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Polymérisations en chaîne : généralitésArticle inclus dans l'offre
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1. Rappel des définitions
Bien que l’objet précis de cet article soit la synthèse macromoléculaire, nous l’avons fait précéder d’un rappel des termes de chimie et de physico-chimie macromoléculaires, nécessaires à sa lecture.
Macromolécule, chaîne macromoléculaire
Ces termes désignent les molécules, généralement de grande taille, constitutives des polymères.
Monomère
Composé qui, par polymérisation ou par polycondensation, génère une chaîne macromoléculaire.
Motif monomère, motif constitutif, unité constitutive
Ces termes désignent l’élément constitutif d’une chaîne, le plus souvent répété d’une manière périodique.
Ainsi, dans le polychlorure de vinyle ~CHCHClCHCHCl~, l’unité constitutive est
.
Le nombre x des unités constitutives contenues dans une macromolécule est son degré de polymérisation.
Remarque : de façon conventionnelle, on désigne les parties de chaîne non explicitées par ~ ou par ... (dans ce qui suit nous utilisons ~).
Oligomère
Chaîne macromoléculaire renfermant peu d’unités constitutives ; quand elle est terminée par des groupes de nature déterminée, l’oligomère est dit téléchélique.
Homopolymère
Ses chaînes ne renferment qu’un seul type de motif.
Copolymère
Ses chaînes renferment au moins deux types de motif. Selon le nombre de motifs différents, on parle de copolymères binaires (2), ternaires (3), etc.
Branchement (ou ramification)
Chaîne latérale attachée à une chaîne principale, que l’on peut représenter par :
Stéréospécifique
Désigne une polymérisation dans laquelle la disposition spatiale des substituants de la chaîne, c’est-à-dire la configuration des motifs, est contrôlée. Le polymère correspondant est dit stéréorégulier.
Polymère atactique
Les...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - MOAD (C.), SOLOMON (D.H.) - The chemistry of free radical polymerization - . Pergamon-Elsevier, p. 283 (1995).
-
(2) - MISHRA (M.K.), YAGCI (Y.) - Handbook of radical vinyl polymerization - . Marcel Dekker, p. 29 (1998).
-
(3) - Polymer Handbook. -
-
(4) - LUDWICO (W.A.), ROSEN (S.L.) - * - J. Polym. Sci. – Polym. Chem. Éd. 14 p. 2121 (1976).
-
(5) - ECHTE (A.), HAAF (F.), HAMBRECHT (J.) - * - Angew. Chem. (Int. Ed. Engl.) 20 p. 344 (1981).
-
(6) - FISCHER (N.), GOIRAN (L.) - * - Hydrocarbon Process. 143 (mai 1981).
-
(7) - ALLSOPP (M.W.) - * - Pure...
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