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1 - MATÉRIAUX ORGANIQUES : CARACTÈRES GÉNÉRAUX

2 - POLYMÈRES LINÉAIRES

3 - POLYMÈRES À L’ÉTAT CRISTALLIN

4 - POLYMÈRES ORIENTÉS

5 - CRISTAUX LIQUIDES POLYMÈRES

6 - MÉLANGES DE POLYMÈRES

| Réf : A3042 v2

Matériaux organiques : caractères généraux
Structure moléculaire et morphologie des polymères

Auteur(s) : Michel FONTANILLE, Yves GNANOU

Date de publication : 10 août 1994

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  • Michel FONTANILLE : Professeur à l’Université Bordeaux-1

  • Yves GNANOU : Directeur de Recherche au CNRS – URA CNRS 1192 – Talence

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INTRODUCTION

Les matériaux polymères sont généralement utilisés pour leurs propriétés mécaniques particulières et leur aptitude à être mis en œuvre (processabilité ). Ces qualités sont étroitement liées à leur structure et il est possible, à partir d’une structure moléculaire donnée, d’imaginer la morphologie qui en découle et les propriétés qui s’y rattachent.

Ce chapitre a pour objet une présentation des principales structures rencontrées parmi les polymères commerciaux, à partir de laquelle le lecteur pourra prévoir le comportement mécanique et thermomécanique du matériau correspondant.

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VERSIONS

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-a3042


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1. Matériaux organiques : caractères généraux

Il est important de connaître les raisons qui sont à l’origine des propriétés mécaniques particulières dont font preuve les polymères, notamment lorsqu’on les compare avec celles des molécules organiques simples.

Pour cela, on est amené à considérer la nature macromoléculaire de ces composés, c’est-à-dire le fait qu’un même ensemble moléculaire rassemble un grand nombre de motifs constitutifs répétitifs, appelés unités monomères. Alors que les molécules organiques simples sont généralement constituées de quelques dizaines d’atomes – comme le sont aussi les unités monomères –, les polymères sont des macromolécules qui en comptent un très grand nombre (depuis quelques milliers jusqu’à l’infini). La cohésion de tels assemblages est due à l’existence de liaisons covalentes qui assurent un lien fortement énergétique entre les atomes constitutifs de la macromolécule, ainsi qu’aux interactions de plus faible énergie qui s’établissent entre les différentes chaînes polymères formant un échantillon donné.

1.1 Liaison covalente

On peut considérer que les liaisons covalentes correspondent à la fusion d’orbitales atomiques, ces dernières pouvant être assimilées à des zones de grande densité électronique. Dans le cas de l’atome d’hydrogène, l’orbitale atomique de l’unique électron est de symétrie sphérique. Dans le cas de l’atome de carbone, la situation est plus complexe car il se produit une hybridation des électrons périphériques que sont les électrons de liaison ; il en résulte trois types d’orbitales atomiques dont la géométrie est essentiellement déterminée par la nature des liaisons (simple, double ou triple) que va développer l’atome de carbone considéré.

Le type d’hybridation des atomes (C, O, S, N, etc.) constitutifs du squelette d’une chaîne macromoléculaire détermine la géométrie de la chaîne polymère car les angles que font entre elles les liaisons, ainsi que les distances interatomiques, sont caractéristiques de la géométrie des orbitales atomiques des atomes liés.

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