Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
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Michel FONTANILLE : Professeur émérite de l'Université Bordeaux 1
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Yves GNANOU : Directeur de Recherche au CNRS - Université Bordeaux 1 – ENSCPB – CNRS. Pessac
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Dans le dossier [AM 3 037], nous avons décrit les différents types de structures qui gouvernent la géométrie de la macromolécule isolée : assemblage des atomes, des unités monomères, tacticité et architectures conformationnelles. Une relation étroite existe entre ce niveau structural et les propriétés mécaniques et thermo-mécaniques du matériau final. Cependant, nombre de ces propriétés ne peuvent être interprétées qu'au travers d'échelles structurales intermédiaires qui impliquent l'assemblage d'un nombre plus ou moins grand de chaînes macromoléculaires.
Le comportement des polymères à l'état solide – par opposition à l'état caoutchouteux ou encore visqueux – résulte des deux formes d'organisations que peuvent adopter les chaînes macromoléculaires, à savoir celles du cristal et celle du verre. Dans un cristal, les chaînes de polymères sont organisées selon un ordre tridimensionnel tandis que, dans un verre, les chaînes macromoléculaires sont par essence à l'état amorphe.
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Polymères à l'état cristallin
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1. Polymères à l'état amorphe : assemblage de pelotes statistiques
Qu'il s'agisse de polymères de structure régulière portés au-dessus de leur température de ramollissement (ou bien trempés à partir de cette température) ou de polymères irréguliers considérés à toute température, l'assemblage de chaînes désordonnées (pelotes statistiques) donne lieu à des enchevêtrements qui participent à la visco-élasticité du matériau massique.
Si, en première approximation, une chaîne isolée peut être représentée par une distribution statistique gaussienne des unités monomères autour d'un barycentre (0) (figures 1a et b ), un ensemble de chaînes et les enchevêtrements qui en découlent peuvent être représentés de la même manière (figures 1c et d ). Il en résulte un désordre complet qui n'est limité que par le lien covalent entre unités monomères constitutives des chaînes. Les diagrammes b et d correspondent à la variation de la probabilité de présence P de ces unités monomères pour un ensemble de chaînes, en fonction de leur distance r au point de référence (0). La largeur à mi-hauteur de chacune de ces gaussiennes est proportionnelle à la masse molaire de la chaîne considérée.
Au niveau macroscopique, un tel assemblage peut être considéré comme homogène (verre), ainsi que le représente la valeur constante de la probabilité P pour l'ensemble des chaînes ; les seuls éléments de volume inoccupé sont du volume libre (cf. [A 3 110]) inhérent à la rigidité des chaînes et à l'encombrement stérique des groupements constitutifs.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GNANOU (Y.), FONTANILLE (M.) - Organic and Physical Chemistry of Polymers. - Wiley Interscience, New York (2008).
-
(2) - SPERLING (L.) - Introduction to Physical Polymer Science. - 4e Édition. Wiley Interscience, New York (2006).
-
(3) - WUNDERLICH (B.) - Macromolecular Physics. - Academic Press, New York, vol. 1 (1973), vol. 2 (1976), vol. 3 (1980).
-
(4) - ELIAS (H.G.) - Macromolecules (vol. 3), Physical Structures and Properties. - Wiley (2008).
-
(5) - MARK (H.F.) (édit.) - Encyclopedia of polymer Science and Technology. - Wiley, New York, 3e édition (12 volumes) (2004).
-
(6) - SUN (F.) - Physical chemistry of Macromolecules – Basic Principles and Issues - . Wiley Interscience, New York (1994).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Groupe Français d'Étude et d'Applications des Polymères http://www.gfp.asso.fr/
Polymer Division de l'American Chemical Society http://www.polyacs.org/
American Chemical Society – Division of Polymeric Materials : Science and Engineering http://membership.acs.org/P/PMSE/
International Union of Pure and Applied Chemistry – Polymer Division http://www.iupac.org/web/ins/400
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