MACROMOLÉCULES
Chimie macromoléculaire
Trois aspects d'inégale importance sont rattachés au domaine de la chimie macromoléculaire. Le premier concerne la transformation chimique des polymères, naturels ou synthétiques, afin de modifier leurs propriétés et de les adapter à une application donnée. Le deuxième, beaucoup plus important eu égard à son potentiel et à ses applications, est relatif aux processus qui permettent de transformer un ensemble de molécules simples en chaînes macromoléculaires, et qu'on appelle polymérisations. Le troisième se rapporte aux transformations chimiques d'un composé macromoléculaire lorsqu'il est soumis à une agression chimique ou physique et qu'on appelle dégradations.
Modification chimique des composés macromoléculaires
C'est par modification chimique que les premiers polymères industriels, autres que naturels, ont été produits. En 1846, la nitration de la cellulose a conduit à un polymère artificiel (la nitrocellulose) dont les applications sont encore nombreuses de nos jours et qui, dès 1848, servait de base au Celluloïd (nom déposé d'une matière plastique).
La plupart des modifications chimiques réalisées sur les polymères font intervenir des fonctions réactives situées latéralement par rapport au squelette macromoléculaire. La majeure partie des polymères industriels issus d'une modification chimique proviennent de l'estérification ou de l'éthérification de la cellulose :
Dans le domaine des polymères synthétiques, l'alcool polyvinylique ne peut être obtenu que par l'hydrolyse d'un poly(ester vinylique), car l'alcool vinylique monomère n'existe pas :
Réactions de polymérisation
Il existe deux grandes familles de polymérisations : les polymérisations par étapes (dont les polycondensations constituent la majorité) et les polymérisations en chaîne, qui ont acquis une importance majeure dans l'industrie chimique.
Les polymérisations par étapes
Ces méthodes de polymérisation utilisent toutes les réactions de la chimie organique ou organométallique qui permettent de coupler deux ensembles moléculaires par l'intermédiaire d'une liaison covalente. Mais, pour que de telles réactions conduisent à des macromolécules, il est nécessaire, d'une part, que le nombre de liaisons générées (valence) à partir des molécules monomères soit au moins égal à deux et, d'autre part, que ces réactions soient totales ou que l'équilibre réactionnel puisse être déplacé. X et Y figurant les fonctions réactives antagonistes d'une molécule monomère, on peut les représenter par :
Dans ces réactions, A représente le cœur de la molécule et Z le produit de réaction de X sur Y. Le schéma réactionnel de la formation du polyundécanamide (polyamide-11), qui est un polyamide thermoplastique semi-cristallin, peut s'écrire ainsi :
Les polymérisations par étapes sont utilisées pour produire les polyesters, les polyamides, les polyuréthanes, les résines époxydiques, les phénoplastes et les aminoplastes ainsi que quelques familles de polymères de moindre importance économique.
Les polymérisations en chaîne
Les polymérisations en chaîne font généralement intervenir trois étapes essentielles. La première, appelée étape d'amorçage, correspond à l'activation d'une molécule monomère M par un centre actif primaire P* généré par un amorceur A.
Dans un deuxième temps, le centre actif porté par la molécule monomère activée PM* réagit à son tour avec une nouvelle molécule monomère M pour donner un nouveau centre, actif PMM*, et ainsi de suite.
C'est au cours de cette étape, appelée propagation, qu'est formée la chaîne macromoléculaire. Le processus est généralement exothermique et son énergie d'activation positive ; son contrôle nécessite donc[...]
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Écrit par
- Michel FONTANILLE : docteur ès sciences physiques, professeur à l'université de Bordeaux-I
- Yves GNANOU : docteur ès sciences physiques, directeur de recherche au C.N.R.S.
- Marc LENG : docteur ès sciences, directeur de recherche au C.N.R.S.
Classification
Médias
Diverses configurations des homopolymères
Encyclopædia Universalis France
Visualisation de polymères à faible taux de cristallinité
Encyclopædia Universalis France
Pierre-Gilles de Gennes
Violaine Paquereau
Autres références
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ACÉTAMIDE (éthanamide)
- Écrit par Dina SURDIN
- 328 mots
CH3—CO—NH2
Masse moléculaire : 59,07 g
Masse spécifique : 1,16 g/cm3
Point de fusion : 82 0C
Point d'ébullition : 222 0C.
Monoamide primaire se présentant en cristaux blancs hexagonaux ou rhomboédriques. La structure cristalline de l'acétamide déterminée par les rayons X (méthode du...
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Chimiste français, né et mort à Paris, fondateur en France de la chimie macromoléculaire.
Georges Champetier fait ses études secondaires à l'école primaire supérieure Lavoisier. Il y prépare le concours d'entrée à l'École supérieure de physique et chimie industrielles de la Ville de Paris, où il...
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