Bibliographie & annexes
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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 :
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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 radicalaires : mécanismes2. Polymérisations en chaîne : généralités
Dans une polymérisation en chaîne, une chaîne macromoléculaire est formée par additions successives de molécules de monomère M à une espèce active (centre actif noté
) qui est porté par l’extrémité de la chaîne.
La « chaîne cinétique » commence par l’élaboration du centre actif qui constitue le site d’amorçage, capable d’attaquer une première molécule de monomère. L’ensemble de ces deux événements constitue la réaction d’amorçage proprement dite. La molécule formée reste porteuse d’un centre actif de même nature et est donc capable d’attaquer une nouvelle molécule de monomère, et ainsi de suite. La chaîne cinétique se poursuit donc par un grand nombre de réactions de cette nature, dites réactions de propagation. Elle se termine par la destruction du centre actif, dite réaction d’arrêt ou de terminaison. La chaîne cinétique peut aussi être coupée par quelques réactions de transfert, où l’extrémité active se transfère de la chaîne macromoléculaire en croissance à une autre molécule, dite agent de transfert, qui devient à son tour active.
Ces différentes étapes sont schématisées ci-dessous :
Le centre actif peut être un radical libre (polymérisation radicalaire), un carbocation (polymérisation cationique) ou un carbanion (polymérisation anionique).
Dans le cas d’une polymérisation catalytique , la propagation a lieu par insertion du monomère dans une liaison métal-carbone dont la formation initiale peut être considérée comme une sorte de réaction d’amorçage.
Le tableau ...
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Polymérisations en chaîne : généralités
BIBLIOGRAPHIE
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(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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