Chimie macromoléculairePolymer chemistry is a sub-discipline of chemistry that focuses on the structures of chemicals, chemical synthesis, and chemical and physical properties of polymers and macromolecules. The principles and methods used within polymer chemistry are also applicable through a wide range of other chemistry sub-disciplines like organic chemistry, analytical chemistry, and physical chemistry. Many materials have polymeric structures, from fully inorganic metals and ceramics to DNA and other biological molecules.
Polymérisationvignette|Le latex de ce ballon de baudruche est synthétisé par polymérisation. vignette|Structure du UHMWPE, un haut polymère avec n supérieur à . La polymérisation désigne la réaction chimique ou le procédé par lesquels des petites molécules (par exemple des hydrocarbures de deux à dix atomes de carbone) réagissent entre elles pour former des molécules de masses molaires plus élevées. Les molécules initiales peuvent être des monomères ou des pré-polymères ; la synthèse conduit à des polymères.
Polymère conducteurLa plupart des polymères organiques produits sont d'excellents isolants électriques. Les polymères conducteurs, ou plus précisément polymères conducteurs intrinsèques (PCI), presque toujours organiques, possèdent des liens délocalisés (souvent dans un groupe aromatique) qui forment une structure similaire à celle du silicium. Quand on applique une tension entre les deux bandes, la conductivité électrique augmente : c'est un transistor.
Polymer sciencePolymer science or macromolecular science is a subfield of materials science concerned with polymers, primarily synthetic polymers such as plastics and elastomers. The field of polymer science includes researchers in multiple disciplines including chemistry, physics, and engineering. This science comprises three main sub-disciplines: Polymer chemistry or macromolecular chemistry is concerned with the chemical synthesis and chemical properties of polymers.
Physique du solideLa physique du solide est l'étude des propriétés fondamentales des matériaux solides, cristallins – par exemple la plupart des métaux –, ou amorphes – par exemple les verres – en partant autant que possible des propriétés à l'échelle atomique (par exemple la fonction d'onde électronique) pour remonter aux propriétés à l'échelle macroscopique. Bien que celles-ci présentent parfois de fortes réminiscences des propriétés microscopiques (par ex.
Chimie du solideLa chimie du solide, aussi connue sous le nom de chimie des matériaux, désigne l'étude de la synthèse, de la structure et des propriétés de la phase solide des matériaux, particulièrement les solides non moléculaires. En conséquence, cette branche de la chimie recoupe en partie la physique du solide, la minéralogie, la cristallographie, les céramiques, la métallurgie, la thermodynamique, la science des materiaux et l'électronique. À cause de son importance économique, la chimie du solide progresse au rythme des avancées technologiques, lesquelles originent souvent de l'industrie.
Dégradation d'un polymèrevignette|Délaminage d'une peinture automobile. La plupart des polymères organiques (et des matériaux correspondants) sont, de par leur structure caténaire, considérés comme des composés « vivants », car sensibles à leur environnement et sujets au vieillissement. La dégradation d'un polymère est le changement, généralement non désiré, de ses propriétés physiques et mécaniques, causé par des facteurs environnementaux plus ou moins agressifs : attaque d'un produit chimique tel un acide concentré, dioxygène (oxydation), chaleur, radiation (photolyse), eau (hydrolyse), contrainte Ensemble, ces facteurs agissent souvent en synergie.
Polymer stabilizersPolymer stabilizers (British: polymer stabilisers) are chemical additives which may be added to polymeric materials, such as plastics and rubbers, to inhibit or retard their degradation. Common polymer degradation processes include oxidation, UV-damage, thermal degradation, ozonolysis, combinations thereof such as photo-oxidation, as well as reactions with catalyst residues, dyes, or impurities. All of these degrade the polymer at a chemical level, via chain scission, uncontrolled recombination and cross-linking, which adversely affects many key properties such as strength, malleability, appearance and colour.
Matière plastiquevignette|Les matières plastiques font désormais partie de notre quotidien. Structure typique d'une formule : matière plastique = polymère(s) brut(s) (résine(s) de base) + charges + plastifiants + additifs. Les élastomères sont souvent classés hors des matières plastiques proprement dites. Une matière plastique (le plastique en langage courant) est un polymère généralement mélangé à des additifs, colorants, charges (miscibles ou non dans la matrice polymère).
Graft polymerIn polymer chemistry, graft polymers are segmented copolymers with a linear backbone of one composite and randomly distributed branches of another composite. The picture labeled "graft polymer" shows how grafted chains of species B are covalently bonded to polymer species A. Although the side chains are structurally distinct from the main chain, the individual grafted chains may be homopolymers or copolymers.
État solidevignette|Solide en laiton conçu par Piet Hein prenant la forme d'un superœuf.|alt=Superœuf solide de couleur dorée posé sur une surface indéfinissable. L’état solide est un état de la matière caractérisé par l'absence de liberté entre les molécules ou les ions (métaux par exemple). Les critères macroscopiques de la matière à l'état solide sont : le solide a une forme propre ; le solide a un volume propre. Si un objet solide est ferme, c'est grâce aux liaisons entre les atomes, ions ou molécules composants du solide.
Grandeurs caractéristiques d'un polymèreLa synthèse des polymères aboutit le plus souvent à une distribution de chaînes de longueurs différentes, on ne peut parler de masse molaire mais bien de masses molaires moyennes. Elles s'expriment en g·mol−1. Soit : le degré de polymérisation ; la masse molaire des chaînes de degré de polymérisation ; la masse de chaînes de degré de polymérisation ; le nombre de chaînes de masse molaire ; on distingue quatre masses molaires moyennes, décrites ci-dessous. Il s'agit de la moyenne des masses molaires pondérée par le nombre de chaînes de chaque longueur.
Matière amorpheUn matériau amorphe est une substance dans laquelle les atomes ne respectent aucun ordre à moyenne et grande distance (comparée au diamètre moléculaire), ce qui la distingue des composés cristallisés. La condition sur la distance est importante car la structure des matériaux amorphes présente très souvent un ordre à courte distance (quelques diamètres moléculaires). Les verres, les élastomères et les liquides sont des substances amorphes. En géosciences, le terme générique de minéraloïde est utilisé pour désigner la classe de ces matériaux non-cristallins.
Polymère de condensationvignette|Le polytéréphtalate d'éthylène est un polymère de condensation courant. Les polymères de condensation concernent tout type de polymères formés par une réaction de condensation perdant de petites molécules, les sous-produits tels que l'eau ou le méthanol. Les polymères de condensation sont formés par polycondensation, lorsque le polymère est formé par des réactions de condensation entre des espèces de tous degrés de polymérisation, ou par polymérisation en chaîne par condensation, lorsque le polymère est formé par addition séquentielle (par réaction de condensation) de monomères à un site actif dans une réaction en chaîne.
Polypropylènevignette|110px|Code d'identification de la résine PP. Le polypropylène (ou polypropène) isotactique, de sigle PP (ou PPi) et de formule chimique (-CH2-CH(CH3)-)n, est un polymère thermoplastique semi-cristallin de grande consommation (bouteille, mobilier). Sa résistance exceptionnelle à la fatigue en fait un matériau de choix pour les pièces qui doivent être déformées (articulation entre un couvercle et une boite par exemple).
Polymérisation anioniqueLa polymérisation anionique est un type de polymérisation ionique dans lequel le centre actif est de nature anionique. Elle est constituée de l'amorçage, la propagation, éventuellement de transfert et de terminaison. Les monomères concernés sont ceux qui possèdent des groupements électro-attracteurs. Ce mode de polymérisation est utilisé avec les alcènes substitués comme le méthylpropène. La réaction de propagation est la suivante (pour le méthylpropène): R− + CH2=C(CH3)2 → R-CH2-C−(CH3)2 La polymérisation anionique présente un certain nombre de difficultés.
ThermodurcissableLa transformation d'un matériau thermodurcissable fait intervenir une polymérisation, laquelle est irréversible et conduit à un produit fini solide, généralement rigide. Ce dernier est infusible donc non transformable, ce qui empêche son recyclage. Il est souvent préparé par réticulation, deux ingrédients, dont l'un est typiquement une « résine », réagissent sous l'action de la chaleur en présence de réactifs (catalyseur et accélérateur de polymérisation).
Polystyrènevignette|110px|Code d'identification de la résine PS.vignette|Le polystyrène est inflammable. thumb|Un pot de yaourt vignette|Rénovation énergétique : immeuble isolé par l'extérieur (ITE) au moyen de panneaux en PSE graphité. vignette|Utilisation du PSE comme matériau d'emballage. vignette|Caisses-marée au pavillon des produits de la mer du marché international de Rungis. Le polystyrène (sigle PS), sagex (Suisse) styromousse (Canada) ou frigolite (Belgique) est le polymère de formule -(CH2-CH(Ph)n-, obtenu par polymérisation du monomère styrène CH2=CH-Ph.
PolyéthylèneLe polyéthylène (sigle générique PE), ou polyéthène, désigne les polymères d'éthylène. Simples et peu chers à fabriquer, les PE constituent la matière plastique la plus commune, représentant avec 100 millions de tonnes, environ un tiers de l'ensemble des plastiques produits en 2018 et la moitié des emballages. Le PE qui appartient à la famille des polyoléfines est un important polymère de synthèse de la pétrochimie avec le polypropylène (PP), le PVC et le polystyrène (PS).
Polymérisation vivanteLa polymérisation vivante est une polymérisation en chaîne où les centres actifs sont pérennes. Cela implique l'absence de réactions de transfert de chaîne ou de terminaison. Cette propriété particulière est notamment utilisée pour synthétiser des copolymères à blocs. La polymérisation vivante peut être : une polymérisation ionique vivante : une : ou NMP de l'anglais nitroxide-mediated (radical) polymerization ; Polymérisation radicalaire par transfert d'atomes ou ATRP de l'anglais atom-transfer radical polymerization ; Utilisation d’agents de fragmentation réversible ou RAFT polymerization de l'anglais reversible-addition-fragmentation chain-transfer polymerization.
