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.
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.
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.
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.
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.
Polymérisation vivanteLa polymérisation vivante est une polymérisation en chaîne où les centres actifs sont pérennes. Cela implique l'absence de réactions de transfert de chaîne ou de terminaison. Cette propriété particulière est notamment utilisée pour synthétiser des copolymères à blocs. La polymérisation vivante peut être : une polymérisation ionique vivante : une : ou NMP de l'anglais nitroxide-mediated (radical) polymerization ; Polymérisation radicalaire par transfert d'atomes ou ATRP de l'anglais atom-transfer radical polymerization ; Utilisation d’agents de fragmentation réversible ou RAFT polymerization de l'anglais reversible-addition-fragmentation chain-transfer polymerization.
Chimie macromoléculairePolymer chemistry is a sub-discipline of chemistry that focuses on the structures of chemicals, chemical synthesis, and chemical and physical properties of polymers and macromolecules. The principles and methods used within polymer chemistry are also applicable through a wide range of other chemistry sub-disciplines like organic chemistry, analytical chemistry, and physical chemistry. Many materials have polymeric structures, from fully inorganic metals and ceramics to DNA and other biological molecules.
Graft polymerIn polymer chemistry, graft polymers are segmented copolymers with a linear backbone of one composite and randomly distributed branches of another composite. The picture labeled "graft polymer" shows how grafted chains of species B are covalently bonded to polymer species A. Although the side chains are structurally distinct from the main chain, the individual grafted chains may be homopolymers or copolymers.
Chaîne latéralevignette|Les acides aminés protéinogènes ont la même base, mais chacun a une chaîne latérale différente. En chimie organique et en biochimie, une chaîne latérale est une partie de molécule rattachée au cœur ou à la chaîne principale de la structure. On les désigne souvent sous le terme générique de groupe R, leur nature pouvant être quelconque ; cependant, elles sont typiquement stables et liées de manière covalente à un atome (le point de ramification) de la chaîne principale.
Polyméthacrylate de méthyleLe poly(méthacrylate de méthyle) (souvent abrégé en PMMA, de l'anglais poly(methyl methacrylate)) est un polymère thermoplastique transparent obtenu par polymérisation en chaîne dont le monomère est le méthacrylate de méthyle (MMA). Ce polymère est plus connu sous son premier nom commercial de Plexiglas, marque déposée utilisée dans le langage courant comme antonomase, même si le en mondial du PMMA est Altuglas International du groupe Arkema, sous le nom commercial Altuglas.
Polymérisation anioniqueLa polymérisation anionique est un type de polymérisation ionique dans lequel le centre actif est de nature anionique. Elle est constituée de l'amorçage, la propagation, éventuellement de transfert et de terminaison. Les monomères concernés sont ceux qui possèdent des groupements électro-attracteurs. Ce mode de polymérisation est utilisé avec les alcènes substitués comme le méthylpropène. La réaction de propagation est la suivante (pour le méthylpropène): R− + CH2=C(CH3)2 → R-CH2-C−(CH3)2 La polymérisation anionique présente un certain nombre de difficultés.
Transfert de chaîneEn chimie des polymères, le transfert de chaîne est une étape de la polymérisation en chaîne à laquelle l'activité d'une chaîne polymère en croissance est transférée à une autre molécule. P• + XR' → PX + R'• Les réactions de transfert de chaîne diminuent la masse moléculaire moyenne du polymère produit. Le transfert de chaîne peut être introduit dans une polymérisation par l'emploi d'un agent de transfert de chaîne, ou bien il peut être une réaction secondaire inévitable lors d'une polymérisation.
Emulsion polymerizationEmulsion polymerization is a type of radical polymerization that usually starts with an emulsion incorporating water, monomer, and surfactant. The most common type of emulsion polymerization is an oil-in-water emulsion, in which droplets of monomer (the oil) are emulsified (with surfactants) in a continuous phase of water. Water-soluble polymers, such as certain polyvinyl alcohols or hydroxyethyl celluloses, can also be used to act as emulsifiers/stabilizers. The name "emulsion polymerization" is a misnomer that arises from a historical misconception.
Photodégradation d'un polymèreLa photodégradation des polymères, appelée parfois photo-oxydation des polymères ou plus simplement photo-oxydation, est une détérioration moléculaire de ce dernier due à son exposition à des rayonnements surtout ultraviolets (UV). Le polymère ainsi détérioré peut se fissurer ou se désintégrer. Le problème est commun dans les produits exposés à la lumière du soleil. L'exposition continue est un problème plus sérieux que l'exposition intermittente, car l'attaque dépend de l'étendue et du degré d'exposition.
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.
Chaîne idéaleLa chaîne idéale est le modèle le plus simple utilisé pour décrire les polymères, comme les acides nucléiques et les protéines. Le polymère est considéré comme une marche aléatoire, et toute interaction entre les monomères est négligée. Bien que ce modèle soit élémentaire, il donne un aperçu de la physique des polymères. Dans ce modèle, les monomères sont des tiges rigides de longueur fixée l, et leur orientation est complètement indépendante des positions et orientations de leurs voisins, dans la mesure où deux polymères peuvent coexister à la même place.
Amorceur radicalaireEn chimie, un amorceur radicalaire est une espèce capable de former des radicaux. Ces substances possèdent généralement des liaisons chimiques faibles, c'est-à-dire des liaisons qui ont une faible énergie de dissociation homolytique. De ce fait, ce sont souvent des molécules symétriques. Les amorceurs radicalaires sont utilisés dans l'industrie pour fabriquer certains polymères. On peut citer : les halogènes sous forme diatomique ; les composés comportant un ou plusieurs groupes azo ; les peroxydes organiques.
Polyéthylène glycolOn appelle polyéthylène glycol ou PEG des polyéthers linéaires de masse molaire inférieure à fabriqués à partir de monomères d'éthylène glycol. Leurs propriétés hydrosolubles et liposolubles en font des produits utilisés dans un grand nombre d'industries (médical, cosmétique). On les appelle également macrogol dans le domaine médical. On a l'habitude d'indiquer la masse molaire moyenne du polymère après le nom, par exemple PEG-2000 (). Lorsque leur masse molaire est supérieure à , on les appelle plus communément poly(oxyde d'éthylène) ou poly(oxyéthylène).
Dégradation d'un polymèrevignette|Délaminage d'une peinture automobile. La plupart des polymères organiques (et des matériaux correspondants) sont, de par leur structure caténaire, considérés comme des composés « vivants », car sensibles à leur environnement et sujets au vieillissement. La dégradation d'un polymère est le changement, généralement non désiré, de ses propriétés physiques et mécaniques, causé par des facteurs environnementaux plus ou moins agressifs : attaque d'un produit chimique tel un acide concentré, dioxygène (oxydation), chaleur, radiation (photolyse), eau (hydrolyse), contrainte Ensemble, ces facteurs agissent souvent en synergie.
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 .
