Physique des polymèresLa physique des polymères s'intéresse aux propriétés des matériaux formés de longues molécules, assemblages en chaînes de dizaines de molécules élémentaires : les polymères. Ces molécules peuvent être observées à l'état solide, liquide, en solution, à l'état colloïdal ou confinées à une interface. Leurs propriétés physiques très particulières ont conduit au développement d'outils théoriques spécifiques et à l'apparition de cette nouvelle branche de la physique aux applications nombreuses.
Polymérisation par ouverture de cyclethumb|Polymérisation par ouverture de cycle du caprolactame pour donner le polyamide 6. La polymérisation par ouverture de cycle (Ring-Opening Polymerization en anglais, soit ROP) est une polymérisation durant laquelle un monomère cyclique conduit à une unité monomère qui est acyclique ou contient moins de cycles que le monomère. Plusieurs mécanismes de polymérisation par ouverture de cycle existent : le mécanisme cationique : le site actif de la chaîne de propagation est un carbocation ; le mécanisme anionique : le site actif est un carbanion ; le mécanisme par coordination-insertion, qui fait appel à un amorceur de type organométallique.
CopolymèreUn copolymère est un polymère issu de la copolymérisation d'au moins deux types de monomère, chimiquement différents, appelés comonomères. Il est donc formé d'au moins deux motifs de répétition. Le terme copolymère s'oppose à homopolymère. L'intérêt des copolymères se trouve dans leurs propriétés physico-chimiques et mécaniques qui sont intermédiaires avec celles obtenues sur les homopolymères correspondants. Les copolymères à enchaînement aléatoire, alterné et statistique sont des matériaux homogènes.
Matière plastiquevignette|Les matières plastiques font désormais partie de notre quotidien. Structure typique d'une formule : matière plastique = polymère(s) brut(s) (résine(s) de base) + charges + plastifiants + additifs. Les élastomères sont souvent classés hors des matières plastiques proprement dites. Une matière plastique (le plastique en langage courant) est un polymère généralement mélangé à des additifs, colorants, charges (miscibles ou non dans la matrice polymère).
Polymérisationvignette|Le latex de ce ballon de baudruche est synthétisé par polymérisation. vignette|Structure du UHMWPE, un haut polymère avec n supérieur à . La polymérisation désigne la réaction chimique ou le procédé par lesquels des petites molécules (par exemple des hydrocarbures de deux à dix atomes de carbone) réagissent entre elles pour former des molécules de masses molaires plus élevées. Les molécules initiales peuvent être des monomères ou des pré-polymères ; la synthèse conduit à des polymères.
Gel (matériau)Un gel (du lat. gelu : gel, froid, glace ou congelés; ou gelatus : gelé, immobile -) est un solide qui peut avoir des propriétés allant de mou et ductile à dur et cassant. Au niveau microscopique, ce sont des systèmes réticulés de longues chaînes moléculaires (macromolécules, souvent de type polymères) diluées, ne présentant aucun écoulement lorsqu'ils sont à l'état stable. En masse, les gels sont principalement constitués de liquide, mais ont un comportement proche de celui des solides grâce à leur réseau tridimensionnel enchevêtré au sein du liquide.
Motif de répétitionUne macromolécule ou un polymère est un assemblage covalent, linéaire ou non, d'un nombre élevé de motifs de répétition. Les macromolécules formées d'un seul motif de répétition sont appelées homopolymères. Lorsqu'au moins deux motifs de répétition (de structure moléculaire différente) constituent les chaînes polymères, on parle de copolymères. Le degré de polymérisation est égal au nombre de motifs de répétition constitutifs d'une chaîne polymère.
RéticulationEn chimie des polymères, la réticulation correspond à la formation d'un ou de plusieurs réseaux tridimensionnels, par voie chimique ou physique. Des liaisons chimiques (appelées ponts) entre les chaînes macromoléculaires sont créées. Les structures réticulées sont généralement préparées à partir de pré-polymères linéaires ou ramifiés de faible masse molaire (issus d'une polymérisation partielle), réticulés sous l'action de la chaleur en présence d'un catalyseur/durcisseur (agent réticulant).
Grandeurs caractéristiques d'un polymèreLa synthèse des polymères aboutit le plus souvent à une distribution de chaînes de longueurs différentes, on ne peut parler de masse molaire mais bien de masses molaires moyennes. Elles s'expriment en g·mol−1. Soit : le degré de polymérisation ; la masse molaire des chaînes de degré de polymérisation ; la masse de chaînes de degré de polymérisation ; le nombre de chaînes de masse molaire ; on distingue quatre masses molaires moyennes, décrites ci-dessous. Il s'agit de la moyenne des masses molaires pondérée par le nombre de chaînes de chaque longueur.
Degré de polymérisationLe degré de polymérisation (DP) définit la longueur d'une chaîne polymère. DP est le nombre d'unités monomères (unités répétitives) constitutives de cette chaîne. Le degré de polymérisation est directement proportionnel à la masse molaire du polymère. Il est exceptionnel qu’un polymère synthétique soit formé de chaînes de même degré de polymérisation, on a plutôt une distribution de chaînes de longueurs différentes ; on parle plus précisément de degré de polymérisation moyen en nombre, ou .
Polymère ramifiévignette|Illustration d'un polymère ramifié. Un polymère ramifié (ou branché) est un polymère présentant au moins un point de ramification entre ses deux groupes terminaux, un point de ramification (aussi appelé point de branchement) étant un point d'une chaîne sur lequel est fixée une chaîne latérale aussi appelée branche ou chaîne pendante. La chaîne latérale est dite greffon lorsque sa composition est différente de celle de la chaîne principale, terme choisi par analogie avec les greffes en botanique.
Curing (chemistry)Curing is a chemical process employed in polymer chemistry and process engineering that produces the toughening or hardening of a polymer material by cross-linking of polymer chains. Even if it is strongly associated with the production of thermosetting polymers, the term "curing" can be used for all the processes where a solid product is obtained from a liquid solution, such as with PVC plastisols. During the curing process, single monomers and oligomers, mixed with or without a curing agent, react to form a tridimensional polymeric network.
TacticitéEn chimie, la tacticité est le degré et la forme de régularité de la répartition des groupements substituants par rapport à la chaîne aliphatique principale dans les homopolymères vinyliques, acryliques et apparentés. Pour un même composé, la tacticité peut varier en fonction des conditions de polymérisation. Pour les copolymères, on parle de cotacticité. L'appréciation de la tacticité fait usage d'un ensemble de motifs de répétition.
Chimie physiqueLa chimie physique est l’étude des bases physiques des systèmes chimiques et des procédés. En particulier, la description énergétique des diverses transformations fait partie de la chimie physique. Elle fait appel à des disciplines importantes comme la thermodynamique chimique (ou thermochimie), la cinétique chimique, la mécanique statistique, la spectroscopie et l’électrochimie.
PetrochemicalPetrochemicals (sometimes abbreviated as petchems) are the chemical products obtained from petroleum by refining. Some chemical compounds made from petroleum are also obtained from other fossil fuels, such as coal or natural gas, or renewable sources such as maize, palm fruit or sugar cane. The two most common petrochemical classes are olefins (including ethylene and propylene) and aromatics (including benzene, toluene and xylene isomers). Oil refineries produce olefins and aromatics by fluid catalytic cracking of petroleum fractions.
Polymère de condensationvignette|Le polytéréphtalate d'éthylène est un polymère de condensation courant. Les polymères de condensation concernent tout type de polymères formés par une réaction de condensation perdant de petites molécules, les sous-produits tels que l'eau ou le méthanol. Les polymères de condensation sont formés par polycondensation, lorsque le polymère est formé par des réactions de condensation entre des espèces de tous degrés de polymérisation, ou par polymérisation en chaîne par condensation, lorsque le polymère est formé par addition séquentielle (par réaction de condensation) de monomères à un site actif dans une réaction en chaîne.
Polymer sciencePolymer science or macromolecular science is a subfield of materials science concerned with polymers, primarily synthetic polymers such as plastics and elastomers. The field of polymer science includes researchers in multiple disciplines including chemistry, physics, and engineering. This science comprises three main sub-disciplines: Polymer chemistry or macromolecular chemistry is concerned with the chemical synthesis and chemical properties of polymers.
PolyacétylèneLe polyacétylène (polyéthyne dans la nomenclature IUPAC) est un polymère organique dans lequel l'unité de répétition est l'éthyne : (C2H2)n. La haute conductivité électrique découverte pour ces polymères dans les années 1970 a accru l'intérêt sur l'utilisation des composés organiques en micro-électronique. D'autres polyacétylènes avec des groupes alkyles substituant les atomes d'hydrogène. Le polymère est formé d'une longue chaîne d'atomes de carbone avec une alternance de liaisons simples et liaisons doubles, portant chacun un atome hydrogène.
Polymérisation radicalaireLa polymérisation (par voie) radicalaire est un processus de polymérisation en chaîne qui, comme son nom l'indique, fait intervenir comme espèce active des radicaux. Elle fait intervenir des réactions d'amorçage, de propagation, de terminaison et de transfert de chaîne. Le site actif qui propage est un radical possédant une structure quasi plane au carbone terminal qui porte l'électron non apparié. L'assemblage du maillon suivant peut alors se faire par-dessus ou dessous aléatoirement.
Polymèrevignette|Fibres de polyester observées au Microscopie électronique à balayage. vignette|La fabrication d'une éolienne fait intervenir le moulage de composites résines/renforts. Les polymères (étymologie : du grec polus, plusieurs, et meros, partie) constituent une classe de matériaux. D'un point de vue chimique, un polymère est une substance composée de macromolécules et issue de molécules de faible masse moléculaire. Un polymère est caractérisé par le degré de polymérisation.
