GELS

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Gel modèle à l'équilibre de gonflement

Gel modèle à l'équilibre de gonflement
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Transition sol-gel

Transition sol-gel
Crédits : Encyclopædia Universalis France

tableau

Formation selon la théorie de champ moyen

Formation selon la théorie de champ moyen
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Formation d'un gel

Formation d'un gel
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Propriétés des gels modèles

Les gels modèles sont des réseaux chimiques tridimensionnels, constitués de chaînes polymériques flexibles et neutres ; ils présentent les caractères suivants :

– chaque chaîne a, entre deux points de réticulation consécutifs, le même nombre de monomères N (degré de polymérisation) ; – le nombre de chaînes issues de chaque point de réticulation est identique ;

– les deux extrémités d'une chaîne sont reliées à deux points de réticulation différents ;

– le solvant est réparti uniformément à travers le réseau polymérique ;

– les chaînes sont supposées ne pas être enchevêtrées.

Les gels qui se rapprochent le plus du gel modèle sont les gels fabriqués par la méthode de l'end linking. Dans un premier temps sont préparés des polymères ayant une répartition étroite en masses moléculaires, aux extrémités desquels sont greffés des sites actifs (polymère vivant). Dans un second temps est ajouté au bain réactionnel (polymère vivant plus solvant) un agent réticulant, de fonctionnalité f connue, qui réunit entre elles les chaînes. Pour éliminer les composants chimiques qui n'ont pas réagi, le gel est lavé, puis il est immergé dans un excès de solvant. Un exemple typique de gel modèle est le gel de polystyrène-benzène, où les chaînes de polystyrène sont préparées par polymérisation anionique, puis réticulées entre elles par le divinylbenzène. Ces gels présentent cependant certaines imperfections qui habituellement sont : des boucles, des enchevêtrements et des chaînes pendantes.

Propriétés structurales

En présence d'un excès de solvant, le gel absorbe les molécules de solvant jusqu'à l'équilibre de gonflement, qui est tel que le potentiel chimique du solvant dans la phase gel est égal à celui du solvant pur. À l'équilibre de gonflement, le gel modèle est un empilement homogène de chaînes polymériques reliées entre elles par des nœuds chimiques. La chaîne, entre deux points de réticulation, a des caractéristiques identiques à celles de la chaîne isolée correspondante. Ces caractéristiques sont sa taille R (par exemple, [...]

Gel modèle à l'équilibre de gonflement

Gel modèle à l'équilibre de gonflement

Dessin

Vue schématique d'un gel modèle à l'équilibre de gonflement. Les cercles de rayon R représentent l'espace moyen occupé par les chaînes polymériques. Les points représentent les points de réticulation. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Écrit par :

  • : ingénieur au Commissariat à l'énergie atomique, Gif-sur-Yvette
  • : ingénieur au Commissariat à l'énergie atomique, Gif-sur-Yvette

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Pour citer l’article

Michel DELSANTI, Mireille ADAM, « GELS », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 20 janvier 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/gels/