Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Alain GUYOT : Directeur de recherche au Centre national de la recherche scientifique (CNRS)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les polymères représentent une classe de matériaux de plus en plus importante. Ils concurrencent les matériaux traditionnels, métaux et matériaux minéraux, grâce à :
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leur faible densité alliée à des propriétés thermomécaniques de plus en plus élaborées ;
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leurs propriétés très spécifiques (cas des polymères fonctionnels) ;
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leur possibilité du recyclage, au moins en ce qui concerne les matières thermoplastiques.
Certains, dits polymères de commodité, sont produits à l’échelle de millions de tonnes annuellement.
À quelques exceptions près, la production française est en croissance continue et, pour certains, a plus que doublé en l’espace d’une décade. Par ailleurs, du fait de l’apparition de nouvelles méthodes de synthèse, des matériaux aux propriétés totalement nouvelles apparaissent à partir des mêmes monomères, comme de nouvelles variétés de polyoléfines, par exemple.
Cet article est destiné à donner au lecteur quelques notions précises, mais non détaillées, sur les méthodes employées pour élaborer ces matériaux.
Il commence par un rappel de définitions concernant les polymères, qui présentent une portée générale et précisent essentiellement la signification des termes employés.
L’essentiel de l’article est consacré aux polymérisations en chaîne radicalaires ou ioniques. Les polymérisations en chaîne catalytiques sont traitées par ailleurs.
Dans chaque type de polymérisation, on distingue deux parties essentielles : les mécanismes de base et leur mise en œuvre dans les procédés, en faisant attention aux particularités que peuvent comporter ces procédés par rapport aux mécanismes de base (par exemple, émulsion).
Un paragraphe spécial est consacré à l’ingénierie macromoléculaire qui consiste à préparer, de façon contrôlée, des formes spécifiques de structure moléculaire ou de morphologie. Enfin une dernière partie sera consacrée aux polymérisations photochimiques.
Le lecteur pourra compléter ses connaissances par la consultation des articles du même traité :
-
Polycondensation, polyaddition et modification des polymères Polycondensation et polyaddition, référence [18]
-
Catalyse de polymérisation Catalyse de polymérisation, référence [19]
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- Version courante de mai 2017 par Thierry HAMAIDE
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Polymérisations photochimiques7. Ingénierie macromoléculaire
L’ingénierie macromoléculaire implique que l’on sache préparer des polymères dont la structure est parfaitement contrôlée. Le contrôle peut porter sur n’importe quel élément de la structure :
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masses molaires et leur distribution ;
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nature des extrémités de chaîne ;
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modes d’enchaînement des motifs et leur stéréorégularité ;
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ramifications, voire réticulations.
D’une manière générale, les différents types de contrôle deviennent possibles quand on est capable d’obtenir le caractère vivant pour le type de mécanisme considéré. Pour la polymérisation anionique, dès 1956, Swarc a pu démontrer ce caractère. Il a fallu attendre les années 1980 pour trouver des conditions de contrôle pour la polymérisation cationique, sauf pour le THF où cela était possible bien avant. C’est tout récemment, en 1992, que l’on a trouvé de tels systèmes fonctionnant en polymérisation radicalaire.
D’une manière générale également, aucun système de polymérisation en chaîne dont il est question dans cet article n’est suscep-tible de contrôler la stéréochimie des enchaînements. Cela implique essentiellement des polymérisations catalytiques, où les centres actifs exigent d’abord la coordination du monomère avant leur addition à l’extrémité de la chaîne en croissance, parce que le centre actif est porté par un atome d’un métal de transition.
7.1 Polymérisation anionique
Dans la polymérisation anionique des monomères hydrocarbonés (styrène, diènes), il n’y a pas de réaction de terminaison ni de réactions de transfert. La polymérisation s’arrête donc seulement lorsque tout le monomère a été converti. Si l’amorçage est efficace (plus rapide que la propagation), la masse moyenne sera donc le rapport entre la concentration en monomère et la concentration en amorceur, toutes les macromolécules ayant la même probabilité de croissance, et la distribution des masses sera étroite. En principe, on obtient une distribution de Poisson.
Il est cependant nécessaire, dans ce but, de prendre soin de purifier les monomères et les solvants, pour éliminer toute impureté protique susceptible de désactiver les centres...
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Ingénierie macromoléculaire
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MOAD (C.), SOLOMON (D.H.) - The chemistry of free radical polymerization - . Pergamon-Elsevier, p. 283 (1995).
-
(2) - MISHRA (M.K.), YAGCI (Y.) - Handbook of radical vinyl polymerization - . Marcel Dekker, p. 29 (1998).
-
(3) - Polymer Handbook. -
-
(4) - LUDWICO (W.A.), ROSEN (S.L.) - * - J. Polym. Sci. – Polym. Chem. Éd. 14 p. 2121 (1976).
-
(5) - ECHTE (A.), HAAF (F.), HAMBRECHT (J.) - * - Angew. Chem. (Int. Ed. Engl.) 20 p. 344 (1981).
-
(6) - FISCHER (N.), GOIRAN (L.) - * - Hydrocarbon Process. 143 (mai 1981).
-
(7) - ALLSOPP (M.W.) - * - Pure...
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