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Cours Chimie des polymères [Mode de compatibilité] .pdf



Nom original: Cours Chimie des polymères [Mode de compatibilité].pdf
Titre: Cours Chimie des polymères [Mode de compatibilité]
Auteur: phvh1

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CHIMIE DES POLYMERES
DEFINITION
Ensemble de macromolécules formées par un grand nombre d’unités de
répétition (monomère)
CH2 = CH2
ethylène

(–CH2 - CH2–) n
polyéthylène

a)Homopolymères (1 seule unité répétitive)
- linéaire
- ramifiés
- réticulés
b) Copolymères (2 unités répétitives)
- alterné

A-B-A-B

- séquencé

A-A-A-B-B-B

- statistique

A-A-B-A-B-B-B

SYNTHESE DES POLYMERES
1 – Polymerisation en chaîne (polyaddition)
n CH2 = CH2

(–CH2 - CH2–) n PE

n CH2 = CH

(–CH2 - CH–) n

Ph

Ph

polystyrène

2 – Polymerisation par étape (polycondensation)
HOOC – (CH2)4 – COOH + H2N – (CH2)6 – NH2
- H2O

O

H(– O – C – (CH2)4 – C – NH – (CH2)6 – NH –)n H
O
Nylon 6-6

EXEMPLES DE POLYADDITION

EXEMPLES DE POLYCONDENSATION

POLYMERISATION EN CHAINE
(POLYADDITION)
1 – GENERALITES
Amorçage – propagation – terminaison

2 – NATURE DES CENTRES ACTIFS
Carbocation (polymérisation cationique)
Carbanion (polymérisation anionique)
Radical (polymérisation radicalaire)

3 – POLYMERISATION RADICALAIRE
Formation du centre actif
Amorceur thermique (peroxyde)
Amorceur redox (Fe 2+ / Fe 3+)
Rayonnement hυ (direct)

Terminaison

quinone
Tri-tertbutyl phénol

4 - POLYMERISATION IONIQUE
4.1 – POLYMERISATION ANIONIQUE
a) monomères utilisés
CH2 = CH

R = groupement attracteur

R
b) amorceurs
base ou nucléophiles

c) propagation
addition nucléophile

d) terminaison (contrôle des extrémités)
CO2 ,

4 - POLYMERISATION IONIQUE
4.2 – POLYMERISATION CATIONIQUE
a) monomères utilisés (groupement donneur)

b) amorceurs
acides, acide de Lewis, sels de cations

c) propagation
addition électrophile

d) terminaison
halogénation

POLYMERISATION EN CHAINE
(POLYADDITION)
Monomère

Radicalaire

Cationique

Anionique

CH2=CH2





____

CH2=CH-Cl



____

____

CH2=CH-OOCR



____

____

CH2=CH-O-R

____



____

CH2=CH-C≡N



____



CH2=CH-Ph







CH2=CH-CH=CH2







CH2=CH-COOCH3



____



POLYMERISATION PAR ETAPE
(POLYCONDENSATION)
1 – GENERALITES
Polyestérification, polyacylation (Mécanisme: Addition – Elimination)
AA + BB

AABBAABBAA

AB

ABABAB

POLYCONDENSATION

– POLYCONDENSATION AUTOCATLYSEE
- estérification (polyesters)

– POLYCONDENSATION AVEC CATALYSE
- acides sulfoniques R – SO3H
- chlorures d’acides (monomères)

EXEMPLES DE POLYCONDENSATION
Polyamide (Nylon 6-6,Nylon 6, Nylon 6-10)
Polyesters
• Polyéthylène téréphtalate
• Tergal
Polyuréthanes
O

R – NH – C – OR’
Résines (phénolique)
tridimensionnel

COMPARAISON ENTRE DIFFERENTS TYPES
DE POLYMERISATIONS

REACTIVITE DES POLYMERES
1- MODIFICATION CHIMIQUE
1-1 Isomérisation ou cyclisation
Action des halogènes, organosulfurés
Cyclisation polyacrylonitrile
1-2 Additions
Vulcanisation du caoutchouc (thiols)
(polyisoprène

ramification)

création pont dissulfure
Addition par mécanisme concentré
(addition d’anhydride maléique)
propriétés d’adhésion

1-3 Substitutions
Chloration du polyéthylène
(Cl2,hƲ)
Estérification par le carbodiimide
(R-N=C=N-R)
1-4 Elimations
Deshydrochloruration du PVC
(en milieu basique)
Deshydrations du polyalcoolvinylique
(en milieu acide)

2- DEGRADATION DES POLYMERES
2-1 Dégradation par la lumière
Ex: polyamide
2-2 Dégradation thermique
Ex: polyméthacrylate
2-3 Dégradation oxydante
Ex: polyéthylène

CARACTERISATION DES POLYMERES
1 – RAPPEL

Un polymère est une macromolécule obtenue par la condensation ou
l’addition successive de plusieurs petites molécules identiques
(monomères).

Au cours d’une polymérisation, on ne forme pas UN polymère d’une
masse donnée mais un ensemble de macromolécules de masses
différentes et de degrés de polymérisation différents.

Un polymère sera caractérisé par:
•Sa masse moyenne en nombre ou en poids
•Sa polydispersité
•Son architecture (structure primaire, secondaire et tertiaire)

3 – STRUCTURE DES POLYMERES

- Structure primaire des polymères
enchaînement covalent des motifs monomères
- Polymère isotactique
- Polymère syndiotactique
-Polymère atactique

- Structure secondaire des polymères
conformation d’une chaîne isolée

- Structure tertiaire des polymères
Organisation des chaînes au sein du matériau
Etat vitreux ou amorphe
Etat cristallin (zone organisée)

4 – CARACTERISATION DES POLYMERES


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