Généralités
Polymères hétérocycliques thermostables

La résistance des polymères à la chaleur et à l’oxydation est en général mesurée au moyen de l’analyse thermogravimétrique qui enregistre la variation de la masse d’un échantillon de polymère en fonction de la température (analyse thermogravimétrique dynamique) ou en fonction du temps à une température constante et dans une atmosphère contrôlée (analyse thermogravimétrique isotherme). Cette seconde technique fournit des indications sur la température maximale d’utilisation car l’expérience montre que les propriétés importantes des polymères, telles que les caractéristiques diélectriques ou les propriétés mécaniques, sont sensiblement dégradées lorsque la perte de masse du matériau dépasse 5 %. Cette valeur est souvent prise pour référence de la durée de vie utile du polymère à une température donnée. Pour illustrer les résultats de ce genre d’expérience, les courbes de dégradation thermique dans l’air, déterminées sur des films de polyphénylquinoxaline (Cemota IP 200 ^® PPQ) sont représentées sur la figure 1 qui montre la thermostabilité de ces polymères : pertes de poids en fonction du temps pour différentes températures. Les tests électriques et mécaniques effectués sur le même polymère ont confirmé qu’il pouvait être utilisé à haute température jusqu’à ce que la perte de poids atteigne une valeur de l’ordre de 5 %.

La construction d’une macromolécule thermostable fait intervenir des concepts simples :

• choix de liaisons covalentes ayant une forte énergie de liaison comme le lien carbone-carbone ou carbone-fluor ;

• structures qui présentent une importante énergie de résonance comme les composés aromatiques ;

• introduction de systèmes rigides qui peuvent s’organiser pour donner naissance à des sites cristallins.

Sur ces bases, il est probable que le polymère le plus thermostable serait le poly(para-phénylène) représenté sur la figure 2. Un tel composé reste cependant utopique car, dès que le degré de polymérisation n atteint une valeur de 5 ou 6, le produit se présente sous la forme d’une poudre infusible et insoluble qui ressemble plus...