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POLYMÈRES

Un polymère est une grosse molécule résultant de la réunion, au moyen de liaisons chimiques comme autant d'accroches, de modules unitaires, ou monomères. On appelle « degré de polymérisation » le nombre de maillons de la chaîne ainsi formée. En conséquence, la masse moléculaire est très grande, souvent des millions de daltons : on parle de macromolécules pour désigner de telles entités. La distribution des degrés de polymérisation autour d'une valeur moyenne est ce qu'on appelle la polydispersité du polymère. Les polymères fabriqués aujourd'hui se caractérisent par de faibles polydispersités, ce qui permet de mieux contrôler leurs diverses propriétés caractéristiques.

Lorsque les monomères X sont tous identiques, et que leur séquence est du type –X–X–X–X–X–, il s'agit d'un homopolymère. Lorsque les monomères appartiennent à deux ou plusieurs espèces chimiques différentes, avec un enchaînement du type –X–Y–X–Y–X–Y–X–Y–, on les désigne du terme « copolymère » : alternés lorsqu'ils ont la forme (A–B–A–B)n, ou séquencés lorsqu'une séquence de A suit une séquence de B : AAA–BBB. Certains polymères, tels ceux venant d'être schématisés, sont linéaires. D'autres sont branchés, avec des ramifications. Lorsque deux chaînes polymériques sont pontées par un tel branchement, on parle de « réticulation ». On connaît aussi des alliages de polymères, qui sont des dissolutions mutuelles de deux ou plusieurs polymères. Les dendrimères sont des polymères branchés de manière fractale : chacune des branches est elle-même branchée, et ainsi de suite, souvent en étoile. Bref, les polymères illustrent à foison la chimie comme une combinatoire, à l'instar des instruments de l'orchestre dont la réunion des timbres permet la composition des musiques les plus diverses.

Les liaisons chimiques entre unités monomériques peuvent s'établir à nombre d'atomes invariant, par redistribution électronique, sous l'influence d'une élévation de température et/ou de pression ; ou sous l'influence d'initiateurs, ioniques ou radicalaires. On observe alors la croissance d'une chaîne polymérique, jusqu'à consommation intégrale du monomère ou arrêt de la chaîne. Lorsque la liaison chimique entre deux monomères consécutifs provient de l'élimination de petites molécules stables, comme lorsque des molécules d'eau H2O résultent de la combinaison d'une fonction acide –COOH et d'une fonction alcool –OH pour former un ester –COO–, lors de la production d'un polyester, on parle d'une polycondensation.

En règle générale, on mène une polymérisation en présence d'un catalyseur. Ce dernier est le plus souvent un solide (catalyse hétérogène), alors que les monomères se trouvent à l'état gazeux, sous température et pression élevées. Le rôle de ce catalyseur, réutilisé après régénération, est de contrôler la polymérisation, non seulement dans la longueur des chaînes, dans leur éventuel branchement, dans la séquence précise d'un copolymère, mais aussi dans la disposition spatiale de la chaîne polymérique en cours de formation.

Les monomères sont produits par les raffineries de pétrole, à commencer par leur tête de file l'éthylène H2C=CH2. Cela met la chimie des polymères en aval de la pétrochimie, et l'industrie textile en aval de l'industrie chimique. On observe le recentrage de ces industries près des centres de production pétrolière, d'où la redistribution vers l'Asie et les pays du golfe Persique, hors d'Europe et d'Amérique du Nord.

Les termes « polymères » et « plastiques » sont devenus presque synonymes. On respecte ici la distinction suivante : cet article se focalise sur la constitution chimique des grandes[...]

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Écrit par

  • : professeur honoraire à l'École polytechnique et à l'université de Liège (Belgique)

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Média

Chimie des matériaux au quotidien, T. Mallah - crédits : Encyclopædia Universalis France

Chimie des matériaux au quotidien, T. Mallah

Encyclopædia Universalis France

Autres références

  • 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...

  • ANTIGÈNES

    • Écrit par Joseph ALOUF
    • 7 382 mots
    • 5 médias
    Les polyosides (polysaccharides dans la terminologie anglo-saxonne) sont des polymères à structure ordonnée, constitués par des motifs monomériques et donc des épitopes identiques se répétant à des intervalles réguliers le long de la macromolécule. Les motifs constitutifs y sont des oses ou des ...

  • CATALYSEURS MÉTALLOCÈNES

    • Écrit par Roger SPITZ
    • 2 060 mots
    • 5 médias

    Les polymères connaissent un développement de plus en plus important, prenant progressivement la place d'autres matériaux, comme les métaux, pour des applications à température modérée et exigeant à la fois une bonne tenue mécanique et une certaine légèreté. Grâce à l'agencement de nombreux types de...

  • CELLULE - L'organisation

    • Écrit par Pierre FAVARD
    • 11 028 mots
    • 15 médias
    Chaque élément du cytosquelette est donc un polymère dont l'architecture est précise et originale. La cellule est capable de dépolymériser ses microtubules et ses filaments d'actine en dimères de tubulines ou en monomères d'actine globulaire, dimères et monomères qu'elle peut ensuite repolymériser....
  • Afficher les 41 références

Voir aussi

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